Remédiation obligatoire de Chimie Générale - Travail II 1 ère année d études de Bachelier en Sciences

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1 Remédiation obligatoire de Chimie Générale - Travail II 1 ère année d études de Bachelier en Sciences Consignes : Ø Ce travail doit être rendu le vendredi 21 décembre matin à Me Bastin, lors de la séance conjointe bio-chimie-math. Vous êtes tenus de venir récupérer la correction le lundi 7 janvier entre 12h30 et 17h30, bureau 0.90, rez-de-chaussée, bat B6a. Ø Indiquez votre nom et votre prénom sur chacune des feuilles de réponse et agrafez ces feuilles. Ø Veillez à ce que vos réponses soient claires et lisibles (merci de ne pas écrire au crayon). Ressources à exploiter : Ø Cours de Chimie Générale, Professeur Cloots. Ø Répétitions de Chimie Générale relatives au cours du Professeur Cloots. Ø Formulaire de Chimie Générale relatif au cours du Professeur Cloots. Ø J. W. Hill, R.H. Petrucci, T.W. McCreary, S.S. Perry, Chimie Générale, Erpi, 2 ème Ed. Ø J.W. Hill, R.H. Petrucci, T.W. McCreary, S.S. Perry, Chimie des solutions, Erpi. Q1 Equilibres chimiques Q2 Equilibres de solubilité Q3 Equilibres acide-base / Solutions tampons Q4 Calculs de ph Q5 Equilibres acide-base Question 1 : Equilibres chimiques 25 pts On chauffe à 627 C, dans un ballon de 0,472 dm 3, 0,6336 g de phosgène, COCl 2 qui se dissocie partiellement en CO et Cl 2 selon l équation : COCl 2 (g) CO (g) + Cl 2 (g) Lorsque l équilibre est établi, le nombre de moles de COCl 2 dans le ballon est de 0, moles. 1) Complétez le tableau d avancement ci-dessous et calculez la constante d équilibre K c de cette réaction. initiaux à l équilibre Concentrations à l équilibre COCl 2 (g) CO (g) + Cl 2 (g)

2 2) A partir de la valeur de K c obtenue en 1), déterminez la valeur de la constante d équilibre K p via la formule adéquate. 3) Calculez également la valeur de K p à partir des pressions partielles des différents constituants à l équilibre et comparez la valeur obtenue avec celle calculée en 2). 4) Déterminez quelles seraient les pressions partielles des différents gaz présents à l équilibre si on introduisait 0,02 moles de COCl 2 et 0,01 moles de Cl 2 dans un ballon de 1 dm 3 et qu on laisse l équilibre s établir à la même température, à savoir 627 C. initiaux à l équilibre COCl 2 (g) CO (g) + Cl 2 (g) 5) Dans quel sens évoluerait la réaction si le système contenait initialement 0,2 atm de COCl 2, 0,3 atm de CO et 0,3 atm de Cl 2 à la température de 627 C? Justifiez votre réponse par le calcul du quotient réactionnel Q.

3 6) On introduit maintenant 0,1 mol d argon (gaz inerte, c est-à-dire pas de réaction) dans le système à l équilibre en maintenant le volume constant. L équilibre sera-t-il déplacé? Si oui, dans quel sens? Appliquez ici le principe de Le Chatelier. 7) La réaction de décomposition du phosgène étant endothermique, une élévation de température déplacera-t-elle l équilibre vers la gauche ou vers la droite? Justifiez votre réponse. Question 2 : Equilibres de solubilité 15 pts En ajoutant 100 ml d une solution de chlorure de sodium mol/l à 100 ml d une solution mol/l en nitrate d argent et mol/l en nitrate de plomb (II), on observe l apparition d un précipité. Données : Kps (Chlorure d argent) = 10-9,75 (mol/l) 2 Kps (Chlorure de plomb (II)) = 10-4,8 (mol/l) 3 1) Donnez les écritures ioniques des deux réactions de précipitation hypothétiques, sur base de la table de solubilité dans l eau des principaux sels et hydroxydes. 2) Lequel des deux composés peu solubles va effectivement précipiter? Justifiez votre réponse par le calcul de Q. Veillez à tenir compte de la dilution suite au mélange des deux solutions. 3) Calculez la solubilité de ce composé dans l eau pure. Exprimez cette grandeur en mol/l et en g/l.

4 4) A partir de la valeur de la solubilité obtenue en 3), calculez le volume minimum d eau nécessaire pour dissoudre totalement 0,4 mg de ce composé? 5) Que deviendrait la solubilité de ce même composé dans une solution 0,001 mol/l en chlorure de potassium? Justifiez votre réponse a. sur base du principe de Le Châtelier. b. par calcul de la solubilité s (en mol/l). Question 3 : Equilibres acide-base solutions tampons 10 pts On dispose de 100 ml d une solution d acide acétique 0,2 mol/l. On désire préparer une solution tampon de ph = 4,6 à 25 C. 1) Quelle est la composition générale d une solution tampon? 2) Quelle est la propriété chimique caractéristique des solutions tampons? 3) A l aide de quelle équation peut-on calculer le ph d une solution tampon? Précisez les conditions d applicabilité de cette formule. 4) Pour préparer la solution tampon dont il est question, on dispose d acétate de sodium solide. Utilisez l équation précédente pour calculer la quantité en grammes d acétate de sodium que l on devra dissoudre dans la solution d acide acétique? (On considère que la dissolution du solide ne modifie pas le volume de la solution).

5 5) On peut également préparer la solution tampon en formant l ion acétate dans la solution suite à la réaction entre l acide acétique et NaOH ajouté. Quel volume d une solution de NaOH 2 mol/l faudra-t-il ajouter à la solution d acide acétique de départ? initiaux après réaction HAc (aq) + NaOH (aq). +. Question 4 : calcul de ph 10 pts Calculez le ph de la solution obtenue après ajout de 20 ml d acide chlorhydrique 0,2 mol/l à 20 ml d oxalate de sodium 0,1 mol/l. Veillez à vérifier la condition d applicabilité de la formule approchée de ph ; si elle n est pas remplie, vous ne pouvez pas utiliser cette formule. 1) Réalisez le tableau d avancement de la réaction. 2) Vérifiez la condition d applicabilité de la formule approchée de ph. 3) Effectuez la résolution de l équilibre de dissociation de l acide.

6 Question 5 : Equilibres acide-base 15 pts On titre 20 ml d acide hypochloreux HClO 0,02 M potassium 0,01 M. par une solution d hydroxyde de 1) Ecrivez l équation de la réaction de neutralisation sur laquelle repose ce titrage. 2) Relevez les valeurs de : la concentration en acide C a, le volume d acide titré V a et la concentration en base C b. Calculez alors le volume de base ajouté au point équivalent V b,éq. Calculez également le nombre de moles d acide dans l échantillon titré, n a. 3) Dessinez l allure théorique de la courbe de titrage. Indiquez sur chaque zone de cette courbe la nature des espèces présentes : 1 ère zone : V b = 0 ml 2 ème zone : 0 < V b < V b,éq 3 ème zone : V b = V b,éq 4 ème zone : V b > V b,éq 4) Calculez le ph de la solution après ajout de 0 ml, 10 ml, 20 ml, 40 ml et 80 ml de NaOH (ne vérifier pas les conditions d applicabilité des formules).

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