CHIMIE

© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
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Exercices
3 • Utiliser la valeur du pouvoir tampon b .
Données :
pK A successifs de l’acide phosphorique H 3PO 4 :
pKA1 = 2,1 ; pKA2 = 7,2 ; pKA3 = 12,0.
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Dosage d’une solution
de dioxyde de soufre
On réalise le dosage d’une solution aqueuse de dioxyde de
soufre que l’on notera H 2SO 3 pour simplifier. 10,0 mL de
solution sont dosés, en présence de phénolphtaléine, par de
la soude à 1,0 . 10 –2 mol . L –1 ; le volume de soude versé lors
du virage de l’indicateur coloré vaut 20,0 mL.
1 • Déterminer la concentration de la solution dosée et son
pH initial. SOS
2 • Calculer le pH de la solution pour V versé = 10 ; 15 ;
20 et 25 mL. Tracer le graphe pH = f(V).
Données :
Pour H 2SO 3 : pK A1 = 2,2 ; pK A2 = 7,6 .
SOS : Voir le tableau du document 29 et utiliser le diagramme
de prédominance de H 2SO 3 .
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Tampon au borax
Le borax Na 2B 4O 7 dissous dans l’eau se dissocie en Na + ,
BO 2 – et HBO2 .Le pK A du couple HBO 2 / BO 2 – est 9,20 .
1 • Écrire l’équation de l’action de l’eau sur le borax.
2 • Calculer le pH d’une solution obtenue par dissolution de
0,010 mol de borax dans 1,00 L d’eau.
3 • Calculer le pH des solutions obtenues par ajout à 100 mL
de la solution précédente de :
a. 0,20 mL de soude à 1,00 mol . L –1 ;
b. 0,10 mL d’acide chlorhydrique à 1,00 mol . L –1 .
c. Conclure.
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*Étude d’un acide a-aminé : la glycine
À pH = 6 , la glycine est en solution aqueuse principalement
sous forme d’amphion H 3N + –CH 2–COO –
1 • a. Écrire l’équation de la réaction qui se produit entre
l’acide RCO 2H (couple RCO 2H/RCO – 2) et la base R’–NH 2
(couple R’–NH + 3 / R’– NH 2).
b. En déduire pourquoi la glycine de formule H 2NCH 2CO 2H
à l’état solide se trouve en solution aqueuse sous forme de
zwitterion ou amphion H 3N + –CH 2–CO – 2, qu’on note HA ± .
2 • Écrire les équilibres acido-basiques de la glycine dans
l’eau et attribuer les pK A : pK A1 =2,34 et pK A2 = 9,60 .
3 • On dissout 1,50 g de glycine dans 100,0 mL d’eau : solution
A. Écrire la(les) forme(s) prédominante(s) de la glycine
dans cette solution.
Calculer le pH de la solution A.
4 • On dissout 2,23 g de chlorhydrate de glycine
HOOC –CH 2–NH 3 + Cl – dans 100,0 mL d’eau : on obtient
ainsi la solution B.
Calculer le pH de cette solution.
5 • On mélange les deux solutions précédentes A et B pour
obtenir la solution C.
Calculer le pH de C.
6 • Dans la solution C, on introduit, sans variation de volume,
5 . 10 –3 mol d’ions H 3O + .
Calculer le nouveau pH après cet ajout. Commenter ce résultat
et calculer le pouvoir tampon de la solution C.
7 • À la solution C de la question 5), on ajoute 4,0 mL de
soude à 10,0 mol . L –1 pour obtenir la solution D.
a. Écrire la(les) forme(s) prédominante(s) de la glycine dans
la solution D ; calculer le pH de cette solution.
b. Cette solution présente-t-elle les propriétés d’une solution
tampon ? Si oui, calculer son pouvoir tampon.
8 • Déterminer le volume de soude à 10,0 mol . L –1 à ajouter
à la solution A pour atteindre le point d’équivalence.
Calculer le pH de la solution finale.
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*Méthode de Gran
On réalise le dosage d’une solution d’acide faible HA de concentration
C a par de la soude de concentration C b .Pour cela, on
verse V mL de soude dans V 0 mL de solution d’acide. On ne
néglige pas la dilution. On se limite à la partie du dosage avant
l’équivalence qui est obtenue pour un volume V E mL de soude.
1 • Établir, en précisant les approximations faites, la relation
h . V = K A . (V E – V) .
2 • Proposer une représentation graphique permettant de
déterminer V E et K A.
3 • On dose 50 mL d’acide acétique par de la soude de concentration
C b = 1,0 . 10 –2 mol . L –1 ; on obtient :
V(mL) 3 9 11 15 19 23 27
pH 3,95 4,49 4,63 4,92 5,26 5,87 10,22
a. Déterminer graphiquement le volume à l’équivalence V E.
b. En déduire la concentration de l’acide acétique C a.
c. Calculer la constante d’acidité K A de l’acide acétique.