1) Chlorure de cuivre Le chlorure de cuivre (II) est un composé ionique constitué d'ions chlorure Cl - et d'ions cuivre (II) Cu 2+. Donner la formule statistique de ce composé. Écrire l'équation de sa dissolution dans l'eau. On prépare une solution de chlorure dee cuivre (II) en dissolvant 26,9g de ce composé dans 250mL d'eau sans variation de volume. 1) Déterminer la concentration molaire C de cette solution. 2) Déterminer les concentrations molaires des ions Cl - Données : M(Cu)63,5 g.mol -1 ; M(N)35,5 g.mol -1 (aq)( et Cu 2+ + (aq). a) Une mole d'ions chlorure apporte une mole de charges élémentaires négatives alors qu'une mole d'ions cuivre (II) apporte deux moles de charges élémentaires positives. Il faut donc associer une mole d'ions cuivre(ii) avec deux moles d'ions chlorure pour assurer la neutralité électrique de l'édifice. La formule statistique du chlorure de cuivre (II) est donc: CuCl 2. b) ( ) + + 2 ()) c1) ( ) ( ) ( ( ( () ) ) ( ) ( ), () ( ),, Cohésion de la matièr re,. c2) Une mole de chlorure de cuivre donne une mole d'ions fer (II)) et deux moles d'ions chlorure donc : [Cu 2+ ] 0,800 mol. L -1 [Cl - ] 1,60 mol. L -1 2) La molécule d'ammoniac La géométrie de la molécule d'ammoniac de formule NH 3 est pyramidale. L'atome d'azote occupe le sommet de la pyramide et less trois atomes d'hydrogène en forment la base. L'électronégativité de l'azote est supérieure à celle de l'hydrogène. Montrer que la molécule d'ammoniac présente un caractèree dipolaire. Dans la liaison N-H l'électron n'est pas au centre de la liaison mais plus près de l'atome d'azote qui est le plus électronégatif. On peut donc écrire que chaque atome H est porteur d'une "charge fictive positive" + +, et par conséquent l'atome N d'une "charge fictive positive" 3-. des charges positives est donc du côté des atomes Le barycentre H, celui des charges négatives entre l' 'atome N et le doublet non liant. Les deux barycentres n'étant pass confondus la molécule présente un caractère dipolaire. On dissout, dans les conditions usuelles de pression et de d température (P 1,013.10 5 Pa; θ20 C), 500mL de chlorure d'hydrogèn ne dans 0,500L d'eau sans variation de volume. Écrire l'équation de la réaction de misee en solution du chlorure d'hydrogène en considérant que cettee réaction donne des ions oxonium et des ions chlorure.
Comment met-on en évidence expérimentalement la présence des ions oxonium et chlorure? Déterminer la concentration molaire C de la solution. En déduire les concentrations des ions en solution. a) () + + () b) Les ions oxonium sont responsables de l'acidité, et mis en évidence à l'aide du papier ph, d'un ph-mètre ou d'un indicateur coloré. Les ions chlorure sont mis en évidence à l'aide d'une solution aqueuse contenant des ions argent Ag +. En présence d'ions argent les ions chlorure donnent un précipité blanc de chlorure d'argent qui noircit à la lumière. c) () () () () (),.,. (),,,. d) La dissolution d'une mole de HCl gazeux donne 1 mole d'ions oxonium et 1 mole d'ions chlorure donc leur concentration effective est égale à,. 3) Concentration molaire et concentration effective On mélange un volume V 1 100cm 3 d'une solution de sulfate de cuivre(ii) de concentration C 1 0,50 mol.l -1 et un volume V 2 150cm 3 d'une solution de sulfate de zinc de concentration C 2 0,30 mol.l -1. Calculer les concentrations molaires des ions présents dans le mélange. Equations des dissolutions : ( ) () () + () ( ) () () + () On appelle n 1 la quantité de sulfate de cuivre dissout, n 2 celle de sulfate de zinc : 0,5 0,1. 0,3 0,15,. Concentrations effectives : () + 5. 10,. 0,1 + 0,15 4,5. 10,. 0,1 + 0,15 () + () + 5. 10 +4,5.10,. + 0,1 + 0,15 4) Acide nitrique commercial L'acide nitrique, de formule HNO 3 est un liquide dipolaire qui se comporte vis à vis de l'eau comme le chlorure d'hydrogène. Sur un flacon de solution commerciale d'acide nitrique on relève les indications suivantes: Pourcentage massique d'acide nitrique: 68% Densité: d1,41 Masse molaire moléculaire: M63,0g.mol -1. Ecrire l'équation de mise en solution dans l'eau de l'acide nitrique en considérant que cette réaction donne des ions oxonium et des ions nitrate de formule NO 3 -. Déterminer la concentration molaire C 0 de la solution commerciale.
Déterminer le volume V 0 de solution commerciale qu'il faut prélever pour préparer 500mL - de solution dans laquelle [NO 3 (aq) ]0,10mol.L -1. a) () + + () b) ( ) ( ) %( ) () %( ) () () () ( ) () ( ) () ( ) () %( ) () () () ( ) () d'où %( ) () (),,. ( ) c) Sachant qu'une mole d'acide nitrique libère 1 mole d'ions nitrate on peut écrire : ( ),, 3,3 ml 5) Dissolution de 2 solutés ioniques possédant un ion commun On dissout 2,0 g de nitrate d aluminium et 2,0 g de nitrate de calcium dans un volume v 500mL d eau distillée. On néglige la variation de volume de la solution lors de la dissolution. Ecrire les équations bilan de dissolution dans l eau du nitrate d aluminium et du nitrate de calcium. Exprimer et calculer les concentrations molaires effectives en ion aluminium, nitrate et calcium dans la solution finale. a) ( ) () () + 3 () ( ) () () + 2 () b) On appelle n 1 la quantité de nitrate d'aluminium dissout, n 2 celle de nitrate de calcium : 2,0 213,. 2,0 144,. Concentrations effectives : () 9,4. 10,.. 0,5 () 1,4. 10,.. 0,5 () 3 +2 3 9,4. 10 +2 1,4.10,. 0,5 6) Mélange de 2 solutions électrolytiques possédant un ion commun. Dans un volume v 1 100mL d une solution S 1 contenant des ions sodium et des ions chlorure à la concentration effective [Na + ] [Cl - ] 0,025mol.L -1, on ajoute un volume v 2 150mL de solution S 2 contenant des ions sodium et des ions nitrate à la concentration effective [Na + ] [NO - 3 ] 0,010mol.L -1. Exprimer et calculer la concentration effective en ion chlorure dans la solution finale. Exprimer et calculer la concentration effective en ion nitrate dans la solution finale. Exprimer et calculer la concentration effective en ion sodium dans la solution finale. a) (),,,,,.. b) () c) (),,,,,..,,,,,,,..
7) Préparation de solution par dissolution d'un soluté On désire préparer un litre de solution mère de nitrate de fer III (Fe(NO 3 ) 3 ) de concentration Co0,1mol.L-1. Quelle masse de ce produit doit-on peser? A partir de cette solution, on désire préparer un volume V250mL d'une solution fille de concentration C2.10-3 mol.l -1. Quel volume de la solution mère doit-on prélever? Calculer les concentrations des ions présents dans la solution fille. Vérifier la neutralité électrique de la solution. Données : M(Fe)55,8 g.mol -1 ; M(N)14,0 g.mol -1 ; M(O)16,0 g.mol -1. a) 241,8 0,1 1 b) è è è è è 2. 10 c) Equation de la dissolution : ( ) () () +3 () Donc ().. 3.. (),., d) Les ions fer(iii) portant trois charges positives et l'ion nitrate une charge négative on a bien :.. d'où la neutralité de la solution 8) Sel de Mohr Lorsqu'on veut disposer au laboratoire d'une solution aqueuse stable contenant des ions Fer (II) de formule Fe 2+, on la prépare en dissolvant du sel de Mohr dans de l'eau. Le sel de Mohr est un solide ionique de formule statistique: (NH 4 ) 2 Fe(SO 4 ) 2,6H 2 O. Sa masse molaire est M392,1g.mol -1. Que signifie l'expression "solution aqueuse stable"? Déduire de la formule du sel de Mohr que l'élément fer s'y trouve sous la forme d'ions Fe 2+. Que signifie la présence de 6H 2 O dans la formule? Écrire l'équation de dissolution du sel de Mohr dans l'eau. On veut préparer 100mL d'une solution telle que [Fe 2+ (aq)]0,10mol.l -1. Quelle masse de sel de Mohr doit-on mettre en solution? a) Cela signifie que l'on peut conserver cette solution assez longtemps sans qu'elle ne se dégrade. C'est-à-dire sans qu'elle ne perde ses propriétés. b) La formule du sel de Mohr nous indique qu'une mole de ce sel contient: Deux moles d'ions ammonium NH + 4 apportant 2x1 2 moles de charges élémentaires positives. 2- Deux moles d'ions sulfate SO 4 apportant 2x2 4 moles de charges élémentaires négatives. Une mole d'ions fer qui doit donc apporter 2 moles de charges élémentaires positives pour que la structure soit neutre. Six moles de molécules d'eau qui ne jouent pas de rôle du point de vue électrique. D'après l'analyse qui précède le fer est présent sous la forme d'ion Fe (II) de formule Fe 2+. c) Lors de la cristallisation 6 molécules d'eau sont restées prisonnières du cristal. d) ( ) ( ), 6 () 2 () +2 () +2 () +6 e) () () () or 1 mole de sel de Mohr libère une mole d'ions fer (II) donc () [ ] () donc () [ ] () () 0,1 0,1 392,1,
9) Dissolution d un soluté ionique hydraté Le chlorure de magnésium est une espèce chimique hygroscopique, c est à dire qu il s associe à l eau. Il est d ailleurs employé comme agent asséchant. Il est commercialisé sous forme hydratée correspondant à la formule MgCl 2,6H 2 O de masse molaire 203,3 g.mol -1. Une masse de 50g de ce soluté est dissoute dans un volume d eau distillée de 250 ml. On appelle S cette solution aqueuse. Exprimer et calculer la concentration molaire en soluté apporté MgCl 2,6H 2 O de la solution S? Ecrire l équation bilan de dissolution du soluté MgCl 2 Exprimer et calculer la concentration molaire effective en ion magnésium puis la concentration molaire effective en ion chlorure. a) é é,. () é (),, b) () () + 2 () c) (),. () 2,. 10) Dissolution de 2 solutés ioniques possédant un ion commun On dissout 2,0 g de nitrate d aluminium et 2,0 g de nitrate de calcium dans un volume v 500mL d eau distillée. On néglige la variation de volume de la solution lors de la dissolution. Ecrire les équations bilan de dissolution dans l eau du nitrate d aluminium et du nitrate de calcium. Exprimer et calculer les concentrations molaires effectives en ion aluminium, nitrate et calcium dans la solution finale. a) ( ) () () + 3 () ( ) () () + 2 () b) On appelle n 1 la quantité de nitrate d'aluminium dissout, n 2 celle de nitrate de calcium : 2,0 213,. 2,0 144,. Concentrations effectives : () 9,4. 10,.. 0,5 () 1,4. 10,.. 0,5 () 3 +2 3 9,4. 10 +2 1,4.10,. 0,5
11) Dissolution d un soluté ionique dans une solution possédant déjà un des ions du soluté On ajoute une masse m 2 3,8 g de chlorure de magnésium (MgCl 2 ) à un volume v 1 500mL d une solution aqueuse de chlorure de sodium de concentration molaire en soluté apporté C NaCl C 1 0,40 mol.l -1. Quelle masse m 1 de chlorure de sodium a-t-on utilisée pour fabriquer le volume v 1 de solution aqueuse de chlorure de sodium? Ecrire l équation de dissolution dans l eau du chlorure de magnésium. Exprimer puis calculer la quantité de matière en ion chlorure présent dans la solution finale. Exprimer puis calculer la concentration molaire effective en ion chlorure dans la solution. Données : On suppose que la dissolution du chlorure de magnésium dans l eau se fait sans variation du volume de solution. M NaCl M 1 58,5 g.mol -1 ; M MgCl2 M 2 95,3 g.mol -1 a) 0,4 0,5 58,5 b) () () + 2 () c) Les ions chlorure proviennent du chlorure de sodium et du chlorure de magnésium. 1 mole de chlorure de sodium libère 1 mole d'ions chlorure, 1 mole de chlorure de magnésium libère 2 moles d'ions chlorure. On en déduit : ) +2 +2,. ( () d) () ( () ),,,., 0,4 0,5 + 2,