CORRIGES

EXERCICE I:

1-Cas des solutions acides: deux méthodes sont applicables:

1ere méthode: On compare les concentrations [H3O+] à celle Ca des solutions acides considérées:

-solution A: On a: [H3O+] =10-pH=10-2 mol/l=c1

=>[H3O+] =c1=1,0.10-2 mol/l

La réaction de l’acide avec l’eau est totale.

L’acide chlorhydrique est un acide fort.

-solution B : On a: [H3O+]=10-pH=10-3,1=7,9.10-4 mol/l

=>[H3O+] <c2=5,0.10-2 mol/l

La réaction de l’acide avec l’eau est limitée.

L’acide éthanoïque est un acide faible.

 

2eme méthode: On compare le pH de la solution à la valeur (-logCa).

 

-solution A:on a:-logc1=-log1,0.10-2=2=pH

=>pH1=-logc1 =>[H3O+] =c1

La réaction d’ionisation est totale.

L’acide chlorhydrique est un acide fort.

-solution B : on a :-logc2=-log5,0.10-2=1,30< pH2=3,1

=>-logc2<pH2 =>[H3O+] < c2

L’acide éthanoïque est un acide faible.

 

2-Cas des solutions basiques: deux méthodes sont applicables

1ere méthode: On compare les concentrations [HO-] à celle Cb des solutions basiques considérées:

-solution C : On pose : [HO-]=Ke/[H3O+]=10-Ke/10-pH=10-14/10-12=10-2 mol/l=c3 =>[HO-]=c3.

La réaction produit une mole d’ions HO- par mole de base introduite en solution:

C’est une réaction totale.

L’hydroxyde de sodium est une base forte.

-solution D : On pose: [HO-]=Ke/[H3O+]=10-Ke/10-pH=10-14/10-11,6=1,26.10-3 mol/l<c4 =>[HO-]<c4.

La réaction produit moins de mole d’ions HO- que de moles de base introduites en solution:

C’est une réaction limitée.

L’ammoniac est une base faible.

2eme méthode: On compare le pH de la solution à la valeur (14 +logCb):

-solution C: on a:14+logc3=14+log(1,0.10-2)=12=pH3

L’hydroxyde de sodium est une base forte.

-solution D: on a:14+logc4=14+log(10-1)=13>pH4=11,1 =>pH4 <14+logc4.

L’ammoniac est une base faible.

EXERCICE II:

1.

n=VHCl/Vm

C=n/V=VHCl/V.Vm=1/1.25=0,04 mol/l

2. pH de la solution S0.

HCl +H2O→H3O+  + HO-

pH=-log[H3O+]=-logC=-log0,04=1,4

3- Non. Le HCl est complètement dissocié dans la solution.

C’est un acide fort.

EXERCICE III:

1-

1 kg de cette solution contient 0,35 kg d’hydroxyde de sodium pur.

d=m/m0 =>m=m0d=ρ0Vd

n=m/M=0,35m/40=0,35x ρ0Vd/40

C1=n/V==0,35x ρ0d/40==0,35x 1000x1,38/40=12,1 mol/l

2.

C1V1=C2V2  =>V1= C2V2/C1

 [H3O+]=10-pH=1012,5

C2=[HO-]=10-14/[H3O+] =10-14/10-12,5=10-1,5=0,032 mol/l

V1= C2V2/C1=0,032x1/12,1=0,0026 l=2,6 ml.

3. C3=C1V1/V3=12,1x5/1000=0,06 mol/l

[H3O+] =10-14/0,06=16,67. 10-14

pH=-log16,67.10-14=12,8

ou pH=14+log0,06=12,8.

 

4.Non. Le NaOH est complétement dissocie dans la solution.

C’est une base forte.

 

EXERCICE IV :

1.CH3-COOH  + H2O→H3O+  + CH3COO-

2.CH3COOH; H2O; H3O+; CH3COO- et HO-

3.-A partir de la définition du pH, nous avons&:     

[ H3O+] =10-pH=10-3,4=4,0.10-4 mol/l.

-Le produit ionique de l’eau donne : [ H3O+][[H1] HO-]=10-14

  =>[HO-] =10-14  /.[ H3O+]=10-14  /4.10-4=2,5.10-11 mol/l.

-L’équation d’électroneutralité (EEN) donne:

[ H3O+] =[HO-] +[ CH3COO-] => [CH3COO-]=[ H3O+] -[HO-]

La solution est acide, [HO-] << [ H3O+]

Donc [CH3COO-] ≈[ H3O+] =4.10-4 mol/l.

-L’équation de conservation de la matière (ECM) donne:

(nCH3COOH)i =(nCH3COOH)f +(nCH3COO-)

=>(nCH3COOH)i =Ca=(nCH3COOH)f +(nCH3COO-)

=>[CH3COOH]i =Ca=[CH3COOH] +[CH3COO-]

=>[CH3COOH] =Ca - [CH3COO-] =10-2 - 4.10-4=9,6.10-3 mol/l

 

4. pourcentage de dissociation de l’acide éthanoïque.

α=[H3O+] /Ca=4.10-4/10-2=0,04 soit 4%

Dans 1 litre de solution seule 4% de molécules de CH3COOH sont ionisées, ce qui est très faible. L’acide éthanoïque est un acide faible.

 

EXERCICE V:

1.Concentration molaire de la solution.

M=2x12+7+14=45 g.mol-1.

C=n/M=m/MV=11,9/45x0,25=0,1 mol/l.

2.Equation de la réaction accompagnant la mise en solution de cette amine dans l’eau

CH3-CH2-NH2 +H2O→ CH3-CH2-NH+3

3.Recencer les différentes espèces chimiques présentes dans la solution et déterminer leurs concentrations molaires.

Especes presentes: H3O+;HO-; CH3-CH2-NH+3; CH3-CH2-NH2

Calcul des concentrations:

A partir de la définition du pH, nous avons:     

[ H3O+] =10-pH=10-11,9=1,3.10-12 mol/l.

-Le produit ionique de l’eau donne: [ H3O+][[H2]HO-]=10-14

  =>[HO-] =10-14  /.[ H3O+]=10-14  /10-11,9=8.10-3 mol/l.

-L’équation d’électroneutralité (EEN) donne :

[ CH3-CH2-NH+3] +[ H3O+]  = [HO-]

La solution est acide, [ H3O+]<<[HO-]

Donc [ CH3-CH2-NH+3]  ≈[HO-] =8.10-3 mol/l.

-L’équation de conservation de la matière (ECM) donne:

[ CH3-CH2-NH+3]   + [CH3-CH2-NH2] =Cb

=>[CH3-CH2-NH2] =Cb - [ CH3-CH2-NH+3]

= 10-1-8.10-3=9,2.10-2 mol/l

4. α=[HO-]/Cb=8.10-3/0,1=0,08 soit 8%

L’amine se comporte comme une base faible.