P a g e |1

Suivi d’une réaction par conductimétrie

TS Physique

Exercice résolu Enoncé
A. Première partie : la transformation étudiée
Le 2-chloro-2-méthylpropane réagit sur l’eau pour donner naissance à un alcool. Cet alcool est le
2-méthylpropan-2-ol. La réaction est lente et totale. On peut modéliser cette transformation par :
(CH3)3C-Cl(l) + 2H2O  (CH3)3C-OH(l) + H3O+(aq) + Cl–(aq)

Données:

- Masse molaire du 2-chloro-2-méthylpropane : M = 92,0 g.mol-1
- Masse volumique du 2-chloro-2-méthylpropane :  = 0,85 g.mL-1.
- Conductivités molaires ioniques : (H3O+) = 349,8 x 10–4 S.m2.mol-1 et (Cl-) = 76,3 x 10-4
S.m2.mol-1

Protocole :

- Dans une fiole jaugée, on introduit un volume V1 = 1,0 mL de 2-chloro-2-méthylpropane et de l’acétone afin d’obtenir un volume 25,0 mL d’une solution S.
- Dans un bécher, on place 200,0 mL d’eau distillée dans laquelle est immergée la sonde d’un conductimètre. Puis à l’instant t = 0 min, on déclenche un chronomètre en versant un volume
V0 = 5,0 mL de la solution S dans le bécher (un agitateur magnétique permet d’homogénéiser la solution obtenue).
- On relève la valeur de la conductivité  du mélange au cours du temps.
1. Montrer que la quantité initiale de 2-chloro-2-méthylpropane introduite dans le dernier mélange est n0 = 1,8 x 10-3 mol.
2. a) Compléter littéralement le tableau d’avancement donné en annexe n°1.
b) Quelle relation lie les concentrations molaires [H3O+(aq)] et [Cl–(aq)] à chaque instant ?
3. Donner l’expression de la conductivité  du mélange en fonction de [H3O+(aq)] et des conductivités molaires ioniques.
4. Donner l’expression de la conductivité  du mélange en fonction de l’avancement x de la réaction, du volume total V du mélange réactionnel et des conductivités molaires ioniques des ions présents dans la solution.
5. Pour un temps très grand, la conductivité notée  du mélange ne varie plus. Sachant que
 = 0,374 S.m-1 , vérifier que la transformation