Pondichéry 2008

Exercice 1 : Propriétés des solutions d’ammoniac (7 points) http://labolycee.org

Données et rappels : Produit ionique de l’eau : Ke = 1,0.10 –14. pKA des couples acide/base suivants : H3O+(aq) / H2O( ) : pKA1 = 0 pKA2 = 9,2 NH4+(aq) / NH3(aq) : H2O( ) / HO–(aq) : pKA3 = 14 Conductimétrie : La conductivité σ d’une solution contenant des espèces ioniques Xi est fonction des concentrations molaires effectives [Xi] de ces ions dans la solution selon la loi : σ = Σi λi [Xi]. σ s’exprime en S.m-1, λi conductivité molaire ionique en S.m².mol-1 et les concentrations [Xi] en mol.m-3. Valeurs des conductivités molaires ioniques (en S.m².mol-1) : λ(HO–(aq)) = 199.10–4 S.m².mol-1 λ(NH4+(aq)) = 73,4.10–4 S.m².mol-1. Une solution commerciale S0 d’ammoniac NH3(aq) de concentration C0 = 1,1 mol.L-1 peut être utilisée, après dilution, comme produit nettoyant (éviers, lavabos, …) ou comme produit détachant (moquette, tapis, …). On se propose d’étudier la solution S d’ammoniac de concentration CS : S est 100 fois plus diluée que S0. 1.1 Préparation de la solution diluée S : Faire la liste de la verrerie nécessaire pour préparer précisément un volume V = 1,00 L de S à partir de S0. 1.2 Titrage de la solution diluée S : On se propose de vérifier la valeur de la concentration C0 de S0. Pour cela, la solution S est titrée par une solution d’acide chlorhydrique de concentration Ca = 0,015 mol.L-1. Dans un volume VS = 20 mL de la solution S, on verse progressivement la solution d’acide chlorhydrique et on mesure après chaque ajout le pH du mélange. On peut alors tracer la courbe d’évolution du pH en fonction du volume de solution acide ajoutée Va à l’aide d’un logiciel approprié. On trace aussi la courbe dpH d’évolution de la dérivée en fonction de Va. dVa

Évolutions de pH et de dpH / dVa :

1.2.1 Faire un schéma légendé du dispositif expérimental de titrage. 1.2.2 Réaction de titrage : Écrire l’équation bilan de la réaction de titrage (1) de la solution