CHIMIE

© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
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Exercices
1 • Exprimer la conductivité s de la solution en fonction des
concentrations et des conductivités molaires ioniques limites.
SOS
2 • Déterminer :
a. le coefficient d’ionisation a (ou taux d’avancement t de
la réaction de l’ammoniac avec l’eau) de l’ammoniac ;
b. le pH de la solution et le pK A du couple.
Données : Conductivités molaires ioniques limites à 25 °C
en mS . m 2 . mol –1 :
l 0 (H 3O + ) = 35,0 ; l 0 (HO - ) = 19,9 ; l 0 (NH 4 + ) = 7,4.
SOS : Prendre garde aux unités.
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pH de solutions d’ions métalliques
Déterminer le pH de solutions à 1,0 . 10 –2 mol . L –1 de :
a. Nitrate de cuivre (II) ;pK A(Cu 2+ /[Cu(OH)] + ) = 7,0 .
b. Chlorure d’aluminium ;pK A(Al 3+ /[Al(OH)] 2+ ) = 4,95 .
c. Nitrate de zinc ;pK A(Zn 2+ / [Zn(OH)] + ) = 9,6 .
d. Chlorure de fer (II) ;pK A(Fe 2+ / [Fe(OH)] + ) = 8,45 .
e. Chlorure de fer (III) ;pK A(Fe 3+ /[Fe(OH)] 2+ ) = 2,15 .
f. Chlorure de sodium.
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pH d’ampholytes
1 • Déterminer le pH d’une solution d’hydrogénosulfite
de sodium, Na + + HSO 3 – , de concentration c = 25
mmol . L –1 .
2 • On prépare une solution S en mélangeant un volume
V1 = 50,0 mL de solution de carbonate de sodium,
2 Na + 2–
+ CO3 , de concentration C1 = 2,0 . 10 –3 mol . L –1 et
un volume V2 = 100 mL de solution de dioxyde de carbone
CO2 de concentration C2 = 1,0.10-3 mol . L –1 .
a. Écrire l’équation de la réaction qui se produit lors du
mélange.
b. En déduire le pH de S.
Données :
pK A(SO 2(aq)/HSO 3 – ) = pKA1 = 2,0 ;
pK A(HSO 3 – /SO3 2– ) = pKA2 = 7,6 ;
pK A(CO 2(aq)/HCO 3 – ) = pK’A1 = 6,4 ;
pK A(HCO 3 – /CO3 2– ) = pK’A2 = 10,3.
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Préparation d’une solution tampon
1 • Quels volumes de solutions de chlorure de méthylammonium,
CH 3NH 3 + + Cl – , de concentration :
C 1 = 5,00 . 10 –2 mol . L –1
et de méthylamine CH 3NH 2 de concentration :
C 2 = 3,00 . 10 –2 mol . L –1
faut-il mélanger pour préparer un litre de solution S de
pH = 9,8 ?
2 • Calculer le pouvoir tampon de S.
Donnée : pKA(CH 3NH 3 + / CH3NH 2) = 10,7 .
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pH de polyacides
Calculer le pH d’une solution d’acide sélénieux H 2SeO 3 de
concentration C, dans les trois cas suivants :
C 1 = 0,10 mol . L –1 ;
C 2 = 1,0 . 10 –3 mol . L –1 ;
C 3 = 1,0 . 10 –5 mol . L –1 .
Pour l’acide sélénieux : pK A1 = 2,6 et pK A2 = 8,3 .
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pH d’un mélange
Quel volume V 1 d’acide faible HA faut-il ajouter à un volume
V 2 = 0,100 L de base BOH pour obtenir une solution de
pH = 8,9 ? Les deux solutions ont la même concentration
C = 0,100 mol . L –1 . SOS
Données : pK A(HA / A – ) = 4,7 ; pK A(BOH 2 + / BOH) = 8,6.
SOS : Exploiter les diagrammes de prédominance des deux
couples et la réaction prépondérante.
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pH de solutions de sel
1 • Déterminer le pH d’une solution d’hydrogénophosphate
de sodium et d’ammonium NaNH 4HPO 4 de concentration
c = 1,00. 10 –2 mol . L –1 . SOS
2 • Même question pour une solution de phosphate d’ammonium
(NH 4) 3PO 4 de concentration :
c = 1,00 . 10 –2 mol . L –1 . SOS
SOS : Identifier les couples acide-base susceptibles d’interagir,
en déduire la réaction prépondérante, puis le pH.
Données : pK A(NH 4 + / NH3) = 9,2 ;
pK A successifs de l’acide phosphorique H 3PO 4 :
pK A1 = 2,1 ; pK A2 = 7,2 ; pK A3 = 12,0.
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Titrage d’une monobase faible
On dose V 1 = 20,0 mL d’une solution de méthylamine de
concentration C 1 = 0,100 mol . L –1 par une solution d’acide
chlorhydrique à C 2 = 0,200 mol . L –1 .