Corrigés d exos. Partie 2 : Cohésion et transformation de la matière.

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1 Corrigés d exos. 18 p 190 QRC. 1 ) La formule chimique du solvant n apparaît pas dans l équation de dissolution. 2 ) Pour obtenir une solution, il faut dissoudre un solide dans un solvant. Ce solide est soit moléculaire et donc électriquement neutre, soit un composé ionique lui aussi électriquement neutre. Donc une solution est électriquement neutre. 3 ) Un composé ionique se dissout d autant mieux qu il y a des interactions entre le solvant et les ions : un solvant polaire dissout donc mieux les composés ioniques. 4 ) La concentration d un ion en solution est égale à la concentration en soluté apporté si le soluté ne contient qu un seul de cet ion. 19 p 190 QCM. 1 ) L équation de dissolution du chlorure de calcium est : CaCl 2(s) Ca 2+ réponse b. 2 ) Les concentrations sont : [Cl ] = 2 [ Ca 2+] = 2C qui ne correspond à aucune réponse. 3 ) Lors de la solvatation des ions calcium et chlorure, des molécules d eau entourent les ions (réponse a). Des liaisons hydrogène sont créées seulement avec les ions chlorure. 20 p 190 Vrai-faux. La formule chimique du sulfate de cuivre est CuS 4 1 ) Il contient des ions cuivre II Cu 2+ : affirmation fausse. 2 ) Son équation de dissolution est : CuS 4(s) Cu 2+ (aq) + S2 4(aq) 3 ) Les concentrations des deux ions en solution sont égales puisqu ils ont le même nombre stœchiométrique dans l équation. 4 ) [ Cu 2+] = [ S 2 ] [ 4 = C donc si Cu 2+ ] = 1mol.L 1 alors C = 1mol.L 1 5 ) Le cyclohexane étant un solvant apolaire, le sulfate de cuivre n y est pas soluble. 21 p 191 Les solutions de diiode. 1 ) La molécule de diiode étant constituée des deux mêmes atomes, elle ne peut pas être polaire. 2 ) Le diiode est plus soluble dans un solvant apolaire ce qui est le cas du cyclohexane et pas de l eau. 3 ) Je ne sais pas répondre à cette question!!!!! 22 p 191 Équations de dissolution. 1 ) NaBr (s) Na + (aq) + Br (aq) 2 ) K 2 Cr 2 7(s) 2K + (aq) + Cr 2 2 7(aq) 3 ) KMn 4(s) K + (aq) + Mn 4(aq) 4 ) Na 2 S 2 3(s) 2Na + (aq) + S 2 2 3(aq) 23 p 191 Préparation de solution. 1 ) Concentration en soluté apporté : C(NaH) = n(nah) = 0,10 V 0,200 = 0,50mol.L 1 2 ) Équation de dissolution : NaH (s) Na + (aq) + H (aq) 3 ) Les concentrations s écrivent : [ Na +] = [H ] = C 4 ) Introduire 4,0 g d hydroxyde sodium dans une fiole jaugée de 200 ml, ajouter un peu d eau distillée. Dissoudre le solide puis compléter jusqu au trait de jauge avec de l eau distillée et agiter. 24 p 191 Mêmes concentrations? 1 ) Équations de dissolution : 1/5

2 FeCl 3(s) Fe 3+ (aq) + 3Cl (aq) Fe(N 3 ) 3(s) Fe 3+ (aq) + 3N 3(aq) Fe 2 (S 4 ) 3(s) 2Fe 3+ (aq) + 3S2 4(aq) 2 ) Les concentrations : S 1 : [ Fe 3+] = C = 0,10mol.L 1 S 2 : [ Fe 3+] = C = 0,10mol.L 1 S 3 : [ Fe 3+] = 2C = 0,20mol.L 1 26 p 191 Différence de solubilité. Le chlorure de sodium étant ionique, il est soluble dans un solvant polaire mais pas dans un solvant apolaire. Il est donc soluble dans l eau et pas dans le cyclohexane. 27 p 191 Évaluation réussie? 1 ) Il faut peser une masse correspondant à une quantité de n = C V = 2, mol Ce qui correspond à une masse : m (Cu(N 3 ) 2 ) = n (Cu(N 3 ) 2 ) M(Cu(N 3 ) 2 ) = 3,75g La masse pesée est incorrecte! 2 ) Il ne faut pas remplir tout de suite la fiole jaugée jusqu au trait de jauge, en effet, la dissolution peut faire augmenter le volume. Il faut donc d abord ajouter de l eau, dissoudre le solide puis compléter jusqu au trait de jauge. Et ne pas oublier d homogénéiser. 3 ) Les concentrations sont : 2 [ Cu 2+] = [ N 3 ] = 2C 28 p 192 Bromure. 1 ) Formules chimiques : Li Br et KBr Leurs masses molaires : M(Li Br ) = 87g.mol 1 et M(KBr ) = 119g.mol 1 2 ) Les forces électrostatiques entre les ions assurent la cohésion du solide. 3 ) Équations de dissolution : Li Br (s) Li + (aq) + Br (aq) et KBr (s) K + (aq) + Br (aq) 4 ) m(kbr ) = n(kbr ) M(KBr ) = 2, = 2,97g 5 ) [Br n(li Br ) m(li Br ) ] = = V M(Li Br ) V = n(kbr ) M(KBr ) M(Li Br ) V = C M(KBr ) M(Li Br ) 0, = = 0,34mol.L p 192 Batterie lithium-ion. 1 ) a ) Les atomes les plus électronégatifs dans la molécule de carbonate de diéthyle sont les atomes d oxygène. CH 2 C CH 2 H 3 C CH 3 b ) Le carbonate de diéthyle est polaire parce que les barycentres des charges électriques ne sont pas confondus. c ) L hexafluorophosphate est un solide ionique, il est donc soluble dans un solvant polaire. 2 ) Équation de dissolution : Li PF 6(s) Li + (sol v) + PF 6(sol v) 3 ) Concentrations des ions : 2 [ Li +] = [ PF 6 ] = 1,0mol.L 1 30 p 192 Kevlar. 1 ) Le Kevlar est un composé moléculaire. 2 ) La cohésion du solide est assurée par des liaisons hydrogène entre les molécules. 3 ) Les molécules possèdent des atomes d hydrogène partiellement positifs et des atomes d oxygène partiellement négatifs, ce qui permet des liaisons hydrogène intermoléculaires. 2/5

3 31 p 192 Solvants. 1 ) L éthanol et l acétone sont polaires mais pas le cyclohexane. 2 ) Formules semi-développées : Éthanol : H 3 C CH 2 H Acétone : H 3 C C CH 3 Cyclohexane : 3 ) Seules l éthanol et l acétone peuvent créer des liaisons hydrogène avec l eau : 4 ) Le sel a une faible solubilité dans le cyclohexane parce que ce dernier est apolaire. 32 p 192 Marais salants. 1 ) Dans un partènement, la masse de sel ne change pas alors que le volume d eau diminue. La concentration des ions dans l eau de mer augmente jusqu à atteindre la saturation. Du sel solide apparaît alors. 2 ) n voit apparaître du sel solide. 3 ) Formules chimiques des ions : ion chlorure : Cl ion sodium : Na + ion sulfate : S 2 4 ion magnésium : Mg 2+ ion calcium : Ca 2+ ion potassium : K + 4 ) a ) Composés ioniques possibles : chlorure de sodium : NaCl chlorure de potassium : KCl chlorure de magnésium : Mg Cl 2 chlorure de calcium : CaCl 2 sulfate de sodium : Na 2 S 4 sulfate de potassium : K 2 S 4 sulfate de magnésium : Mg S 4 sulfate de calcium : CaS 4 b ) Équations de dissolution : chlorure de sodium : NaCl (s) Na + (aq) + Cl (aq) chlorure de potassium : KCl (s) K + (aq) + Cl (aq) chlorure de magnésium : Mg Cl 2(s) Mg 2+ chlorure de calcium : CaCl 2(s) Ca 2+ sulfate de sodium : Na 2 S 4(s) 2Na + (aq) + S2 4(aq) sulfate de potassium : K 2 S 4(s) 2K + (aq) + S2 4(aq) sulfate de magnésium : Mg S 4(s) Mg 2+ (aq) + S2 4(aq) sulfate de calcium : CaS 4(s) Ca 2+ (aq) + S2 4(aq) 5 ) a ) Masse de chlorure de sodium dans un litre d eau de mer : m(nacl) = 0,86 35 = 30,1g b ) Concentration en chlorure de sodium : C(NaCl) = 33 p 193 Mélange et concentration des ions. 1 ) Équations de dissolution : chlorure de potassium : KCl (s) K + (aq) + Cl (aq) iodure de potassium : KI (s) K + (aq) + I (aq) 2 ) Concentrations : S 1 : [ K +] = [Cl ] = C 1 = 0,20mol.L 1 S 2 : [ K +] = [I ] = C 2 = 0,10mol.L 1 3 ) a ) n 1 (K + ) = C 1 V 1 = 0,20 0,100 = 2, mol b ) n 2 (K + ) = C 2 V 2 = 0,10 0,100 = 1, mol c ) n 1 (K + ) + n 2 (K + ) = 3, mol n(nacl) V(solution) = 5, mol.l 1 3/5

4 4 ) Concentration dans le mélange : [ K +] = n(k+ ) V 1 + V 2 = 3, ,200 = 1, mol.l 1 36 p 194 Interactions entre molécules. 1 ) La liaison covalente du chlorure d hydrogène est polarisée vue la différence d électronégativité entre les deux atomes. 2 ) Deux molécules de chlorure d hydrogène ne peuvent pas exercer l une sur l autre de liaison de covalence, mais des liaisons hydrogène, des interactions de Van der Waals et des interactions coulombiennes. 37 p 194 Cohésion. 1 ) Différentes distances :d 1 = r Na + + r Cl = = 278pm, d 2 = d 1 2 = 393pm et d3 = d 1 5 = 622pm 2 ) a ) Valeurs des forces : F 3/1 = k e2 4d 2 1 ( 1, ) 2 = ( ) 2 = 7, N et F 5/1 = 2 F 3/1 = 1, N et F 9/1 = F 3/1 2 = 3, N ( b ) F 2/1 = k e2 1, ) 2 d1 2 = ( ) = 3, N et F 8/1 = F 6/1 = F 2/1 5 = 6, N et F 4/1 = F 2/1 = 3, N 3 ) a ) Force répulsives : F 7/1 F 5/1 F 9/1 F 3/1 b ) Somme vectorielle des forces répulsives : F 9/1 F 7/1 F 3/1 Ftot F 5/1 n trouve une force répulsive globale de F tot = 2, N c ) Forces attractives : 4/5

5 F 2/1 F 6/1 F8/1 F 2/1 F 4/1 F 4/1 F 6/1 F 8/1 F tot n trouve une force attractive globale de F tot = 5, N 4 ) La force attractive est quasiment le double de la force répulsive. 5 ) Dans le cristal, l ion 1 est bien sûr soumis aux forces des autres autres ions tout autour et finalement, elles s annulent toutes mutuellement. 38 p 194 Savon liquide. 1 ) a ) L hydroxyde de sodium a pour formule NaH et son équation de dissolution est : NaH (s) Na + (aq) + H (aq) b ) Protocole : Introduire 2,0 g d hydroxyde de sodium solide dans une fiole jaugée de 100 ml. Ajouter de l eau distillée et dissoudre le solide. Compléter jusqu au trait de jauge avec de l eau distillée. Homogénéiser. c ) D après l équation [H ] = C = 0,50mol.L 1 2 ) a ) Le savon liquide étant très peu soluble dans l eau froide, contrairement aux autres espèces chimiques, il faut verser le mélange dans l eau froide. Le savon précipite. Il ne reste plus qu à filtrer. b ) Dans l eau froide, le savon forme une couche jaunâtre surnageante. 3 ) a ) Les liaisons -H du glycérol sont polarisées et les barycentre des charges positives et négatives ne sont pas confondus : le glycérol est donc polaire. b ) Le glycérol peut donc réaliser des liaisons hydrogène avec l eau : soit des atomes d hydrogène de l eau avec des atomes d oxygène du glycérol soit des atomes d hydrogène du glycérol avec des atomes d hydrogène de l eau 4 ) a ) La partie carboxylate C est polaire alors que la chaîne carbonée ne l est pas. b ) L ion carboxylate peut créer des liaisons hydrogène avec l eau (solvant polaire) alors que la chaîne carbonée ne le peut pas. c ) À proximité d une goutte d huile, l ion butanoate oriente ses chaînes carbonée du coté de la goutte d huile tandis que la partie ionique reste en contact avec l eau. Elles forment ce qu on appelle des micelles. 5/5

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