Réponses : l'eau. Préparation d'un litre de solution 0,1 M - 5,63 ml de la solution du flacon complété avec de l'eau jusqu'à un litre.



Documents pareils
K W = [H 3 O + ] [OH - ] = = K a K b à 25 C. [H 3 O + ] = [OH - ] = 10-7 M Solution neutre. [H 3 O + ] > [OH - ] Solution acide

Perrothon Sandrine UV Visible. Spectrophotométrie d'absorption moléculaire Étude et dosage de la vitamine B 6

pka D UN INDICATEUR COLORE

ACIDES BASES. Chap.5 SPIESS

TS 31 ATTAQUE DE FOURMIS!

Fiche de révisions sur les acides et les bases

TS1 TS2 02/02/2010 Enseignement obligatoire. DST N 4 - Durée 3h30 - Calculatrice autorisée

Séquence 5 Réaction chimique par échange de protons et contrôle de la qualité par dosage

DÉTERMINATION DU POURCENTAGE EN ACIDE D UN VINAIGRE. Sommaire

Notions de Chimie Générale - 4. Sommaire

LABORATOIRES DE CHIMIE Techniques de dosage

REACTIONS D OXYDATION ET DE REDUCTION

Titre alcalimétrique et titre alcalimétrique complet

Exemple de cahier de laboratoire : cas du sujet 2014

Table des matières. Acides et bases en solution aqueuse Oxydo Réduction... 26

Session 2011 PHYSIQUE-CHIMIE. Série S. Enseignement de Spécialité. Durée de l'épreuve: 3 heures 30 - Coefficient: 8

Effets électroniques-acidité/basicité

10 en agronomie. Domaine. Les engrais minéraux. Livret d autoformation ~ corrigés. technologique et professionnel

THEME 2. LE SPORT CHAP 1. MESURER LA MATIERE: LA MOLE

Synthèse et propriétés des savons.

EXERCICE II. SYNTHÈSE D UN ANESTHÉSIQUE : LA BENZOCAÏNE (9 points)

TRAVAUX PRATIQUESDE BIOCHIMIE L1

SP. 3. Concentration molaire exercices. Savoir son cours. Concentrations : Classement. Concentration encore. Dilution :

Metrohm. ph-mètre 780 ph-/ionomètre 781. Un nouveau concept qui fait référence. Analyse des ions

SECTEUR 4 - Métiers de la santé et de l hygiène

C2 - DOSAGE ACIDE FAIBLE - BASE FORTE

Exercices sur le thème II : Les savons

ChimGéné 1.3. Guide d utilisation. Auteur : Alain DEMOLLIENS Lycée Carnot - Dijon avec la collaboration de B. DIAWARA Ecole de Chimie de Paris

EXERCICE A PROPOS DE LA CULTURE DE CELLULES ANIMALES

Étape 1 : Balancer la chimie de l'eau

FICHE 1 Fiche à destination des enseignants

Physique Chimie. Réaliser les tests de reconnaissance des ions Cl -,

1 ère partie : tous CAP sauf hôtellerie et alimentation CHIMIE ETRE CAPABLE DE. PROGRAMME - Atomes : structure, étude de quelques exemples.

TITRONIC et TitroLine. Les nouveaux titrateurs et burettes

259 VOLUMETRIE ET TITRATION DOSAGE DU NaOH DANS LE DESTOP

Burette TITRONIC Titrateurs TitroLine

DEMANDE DE BREVET EUROPEEN. PLASSERAUD 84, rue d'amsterdam, F Paris (FR)

β-galactosidase A.2.1) à 37 C, en tampon phosphate de sodium 0,1 mol/l ph 7 plus 2-mercaptoéthanol 1 mmol/l et MgCl 2 1 mmol/l (tampon P)

BAC BLANC SCIENCES PHYSIQUES. Durée : 3 heures 30

CODEX ŒNOLOGIQUE INTERNATIONAL. SUCRE DE RAISIN (MOUTS DE RAISIN CONCENTRES RECTIFIES) (Oeno 47/2000, Oeno 419A-2011, Oeno 419B-2012)

BREVET DE TECHNICIEN SUPÉRIEUR QUALITÉ DANS LES INDUSTRIES ALIMENTAIRES ET LES BIO-INDUSTRIES

(aq) sont colorées et donnent à la solution cette teinte violette, assimilable au magenta.»

Mesures calorimétriques

FORMATION CONTINUE SUR L UTILISATION D EXCEL DANS L ENSEIGNEMENT Expérience de l E.N.S de Tétouan (Maroc)

TECHNIQUES: Principes de la chromatographie

Le ph, c est c compliqué! Gilbert Bilodeau, agr., M.Sc.

Capteur à CO2 en solution

TP : Suivi d'une réaction par spectrophotométrie

De nombreux composés comportant le squelette aryléthanolamine (Ar-CHOH-CH2-NHR) interfèrent avec le

Décrets, arrêtés, circulaires

BREVET D ÉTUDES PROFESSIONNELLES AGRICOLES SUJET

Calcaire ou eau agressive en AEP : comment y remédier?

1. POINTS CLEFS p Historique p Dénomination p Utilisation p3

Liquides oraux : et suspensions. Préparations liquides pour usage oral. Solutions

Solutions pour le calibrage et l entretien Gamme complète d accessoires indispensables

Détermination de la teneur des vins en fluorures a l aide d une électrode sélective et ajouts dosés (Résolution Oeno 22/2004)

33-Dosage des composés phénoliques

Suivi d une réaction lente par chromatographie

101 Adoptée : 12 mai 1981

MASSE, VOLUME ET QUANTITE DE MATIERE

192 Office européen des brevets DEMANDE DE BREVET EUROPEEN

Anne Vanasse, agr., Ph.D. Université Laval. Le chapitre 3. Les rédacteurs

TD DOSAGE DE PROTEINES ET ELECTROPHORESE : PARTIE THÉORIQUE BST1 SVT

Fiche 19 La couleur des haricots verts et cuisson

BTS BAT 1 Notions élémentaires de chimie 1

A B C Eau Eau savonneuse Eau + détergent

Peroxyacide pour l'hygiène dans les industries agroalimentaires

Plate forme de modélisation en vue de la prédiction de la durée de vie des bétons vis-à-vis de la pénétration d agents agressifs

I- Définitions des signaux.

FIOLAX. SCHOTT Instruments Solutions. Les solutions tampon dans les ampoules uniques à deux pointes offrent une haute sureté et précision.

IMMUNOLOGIE. La spécificité des immunoglobulines et des récepteurs T. Informations scientifiques

Enlèvement des Taches

SESSION 2013 ÉPREUVE À OPTION. (durée : 4 heures coefficient : 6 note éliminatoire 4 sur 20) CHIMIE


SFEN. Groupe Régional des Hauts de Seine. Réunion du 27 avril Domus MEDICA PARIS LE PLUTONIUM EN QUESTIONS LE PLUTONIUM

BACCALAURÉAT GÉNÉRAL PHYSIQUE-CHIMIE

Mesure de Salinité Réalisation d'un conductimètre

Olympiades de chimie : chimie et habitat

Transport des gaz dans le sang

Transport des gaz dans le sang

ANALYSE SPECTRALE. monochromateur

HI 991x. Contrôleurs Industriel mural de ph et EC. HI 9910 Contrôleur de ph mural avec point de consigne simple et dosage proportionnel

Nettoyage des pièces métalliques

PHYSIQUE-CHIMIE DANS LA CUISINE Chapitre 3 : Chimie et lavage

Sartorius DocuClip & Docu-pH Meter. La nouvelle référence pour des analyses électrochimiques sûres

Les solutions. Chapitre 2 - Modèle. 1 Définitions sur les solutions. 2 Concentration massique d une solution. 3 Dilution d une solution

Planches pour le Diagnostic microscopique du paludisme

EXERCICE 2 : SUIVI CINETIQUE D UNE TRANSFORMATION PAR SPECTROPHOTOMETRIE (6 points)

MODE D'EMPLOI. ba76137f01 03/ / CHAÎNES DE MESURE DU PH À ÉLECTROLYTE GEL

THE SEPARATION OF A TRACER FOR THE RADIOCHEM1CAL ANALYSIS OF RADIUM 226.

- pellicule de fruits qui a un rôle de prévention contre l'évaporation, le développement de moisissures et l'infection par des parasites

Circuits RL et RC. Chapitre Inductance

Chapitre 11: Réactions nucléaires, radioactivité et fission

AGREGATION DE BIOCHIMIE GENIE BIOLOGIQUE

Guide pour des Mesures Fiables en ph-métrie, Ionométrie et Conductimétrie

CONCOURS COMMUN 2010 PHYSIQUE

A N A L Y S E U R E N L I G N E D A G V D E S B I C A R B O N A T E S D E L A L C A L I N I T E

Long Parcours 86 KM Avant la halte Étape Km obstacle Direction Rue, Boulevard, Route. Urgence Sûreté du Québec: Ste-Anne téléphone

RÉSOLUTION DE SYSTÈMES À DEUX INCONNUES

Transcription:

Réponses : l'eau Ces réponses ne sont pas des corrigés types : elles sont des indications pour formuler des réponses correctes. Enoncé 1 Vous disposez d'un flacon d'acide sulfurique (HSO 4 ) renseignements suivants : densité : 1,83 kg/litre solution à 95% masse molaire 98 Préparez un litre d'une solution 0,1 M d'acide sulfurique Quelle est la normalité de cette solution Calculez le ph de cette solution. dont l'étiquette contient les Calcul de la molarité de la solution du flacon : 1830 x 0,95 masse d'acide sulfurique dans 1 litre : : molarité 17,74 M 98 Préparation d'un litre de solution 0,1 M 5,63 ml de la solution du flacon complété avec de l'eau jusqu'à un litre. Normalité de la soluion 0,1 M l'acide sulfurique est un acide fort (complètement dissocié), chaque molécule libère ions H : la solution est 0, N ph de la solution 0,1 M acide fort : une molécule libérant ions SO 4, le système d'équations s'écrit : (a) [SO 4 ] = [HSO 4] T (concentration totale de l (b) [OH ] [SO 4 ] = [H ] 14 (c) [OH ] [H ] = 10 14 14 10 10 d'où [HSO 4] T = [H ], le terme [H ] [H ] [HSO 4] T, d'où : est négligeable devant le terme 1 ph = log = log 5 = 0,699 [HSO 4] Licence STE Biochimie 1 : l'eau réponses 1

Enoncé Quel est le ph d'une solution de soude (NaOH) 0,05 M? Solution d'une base forte complètement dissociée, le système d'équations s'écrit : (a) [Na ] = [NaOH] T (concentration totale de la base) (b) [OH ] = [H ] [Na ] 14 (c) [OH ] [H ] = 10 14 10 d'où = [H ] [NaOH] T, le terme [H ] [H ] [NaOH] T, d'où : est négligeable devant le terme ph = 14 log[naoh ] T = 14 log(5 10 ) = 14 1,3 = 1,7 Enoncé 3 Tracez la courbe de titrage d'une solution d'acide acétique Calculez le volume d'une solution de soude normale à ajouter à une solution d'acide acétique pour obtenir un ph égal à la valeur du pk 4,75 Précisez votre réponse si la concentration de l'acide acétique est faible devant la valeur de 10 pk ( < 10 5 M). Soit α le degré de dissociation de l'acide: α = [CH3COO ] [CH3COO ] [CH3COOH] 1 α : degré de dissociation 0,5 pk Courbe de titrage de l'acide acétique 0 ph 3 4 5 6 Pour calculer le volume de soude à ajouter, il faut résoudre le système d'équations suivant : Licence STE Biochimie 1 : l'eau réponses

[CH COO ] [H ] (a) K = 3 [CH3COOH] (b) [CH3COOH] [CH3COO ] = [C T] (concentration totale de l (c) [OH ] [CH3COO ] = [H ] [Na ] 14 (d) [OH ] [H ] = 10 (e) [H ] = K En combinant les équations (a), (e) et (b) et en remplaçant [CH3COO ] et [OH ] l'équation (c), on obtient : 14 10K [C T ] = K [Na ] avec K = 1,77 10 5 M dans Si [C T ] >> 10 K 14 l'équation se simplifie en : [C T ] = K [Na ], d'où [Na ] = [C T ] K, examinons les différents cas que nous pouvons avoir a) si [C T ] >> K [Na ] = [C T ], il faut ajouter un volume de soude tel que la molarité finale de celleci soit égale à la moitié de la molarité de l'acide acétique b) si [C T ] est de l ordre de K et supérieur à K [Na ] = [C T ] K, il faut ajouter un volume de soude tel que la molarité finale de celleci soit égale à la moitié de la molarité de l'acide acétique, corrigée de la valeur de K c) si [C T ] est inférieur à K Le ph est déjà supérieur à la valeur de pk : il est impossible d'obtenir une solution d'acide acétique telle que son ph soit égal au pk. Licence STE Biochimie 1 : l'eau réponses 3

Enoncé 4 Le ph d'une solution d'acide formique (HCOOH) 0,1M est égal à,38 : Calculez la constante acide de dissociation de cet acide faible et le pk correspondant. Le système d'équations s'écrit : [HCOO ] [H ] (a) K = [HCOOH] (b) [HCOOH] [HCOO ] = [C T] (concentration totale de l (c) [OH ] [HCOO ] = [H ] 14 (d) [OH ] [H ] = 10 3 (e) [H ] = 4,16 10 M La valeur de [OH ], calculée à l'aide des équations (d) et (e), permet de dire que dans le membre de gauche de l'équation (c), seul le terme [HCOO ] est significatif : l'équation (c) se simplifie en : [HCOO ] = [H ], en utilisant l'équation (b) pour remplacer [HCOOH] en fonction de [H ] et [C T ] le système se réduit à : 6 [H ] (4,16) 10 K = = 3 [C T] [H ] 0,1 4,16 10 de dissociation de l'acide formique. 6 (4,16) 10 01, 4 = 1,73 10 M, constante acide pk = log 1 K = 3,76 Enoncé 5 Tracez la courbe de titrage dune solution d'acide succinique ( COOHCH CH COOH ). Les pk successifs des deux fonctions acides sont égaux respectivement à 4,1 et 5,63. Indiquez les diffrérentes formes en solution en fonction du ph Calculez le pourcentage des différentes formes à un ph de 4. Licence STE Biochimie 1 : l'eau réponses 4

charge totale nette moyenne 1 Courbe de titrage de l'acide succinique ph 3 4 5 6 La courbe de titrage se décomposera approximativement en trois parties principales : jusqu'à ph 4, elle sera supperposable à la courbe de titage d'une seule fonction acide entre ph 4 et ph 5, 5 environ, elle sera la combinaison de deux courbes de titrage d'une fonction acide de deux pk différents et proches (différence inférieure à unités ph) en dessus de ph 5,5, elle sera la courbe de titrage d'une seule fonction acide Les équilibres successifs de dissociation en fonction du ph s'écrivent : pk= 4,1 pk= 5,63 AH AH A En sachant que l'équilibre d'une fonction ionisable se passe dans un intervalle de ph d'une unité autour de la valeur de pk de cette fonction, nous pouvons définir quatre zones de ph : ph < 3, une seule forme non chargée : 3, < ph < 4,6 deux formes : l'une non chargée dont la concentration va décroitre en fonction du ph, l'autre avec une charge nette moyenne négative dont la concentration va augmenter en fonction du ph 3, < ph < 4,6 deux formes : l'une avec une charge négative dont la concentration va décroitre en fonction du ph, l'autre avec deux charges négatives dont la concentration va augmenter en fonction du ph ph > 6,6 une seule forme avec deux charges négatives 3, 4,6 6,6 AH AH A A AH AH Licence STE Biochimie 1 : l'eau réponses 5

Remarque : la forme avec une charge négative est soit : l'espèce dont la fonction ionisable de pk 4,1 a libéré son proton, l'autre fonction étant non ionisée l'espèce dont la fonction ionisable de pk 5,63 a libéré son proton, l'autre fonction étant non ionisée A ph 4, seules les formes AH et AH ont une concentration significative, nous avons à résoudre le système approximé d'équations suivant : [AH ] [H ] 5 (a) K 1 = (K 1 = 6,16 10 M) [AH ] (b) [AH ] [AH ] = [A T] (concentration totale de l 4 (c) [H ] = 10 M d'où ( ) [AH ] 1 [H ] = [A T] K1 K [AH ] ( 1 1 ) = [A T] [H ] ou encore AH = 46 % AH = 54 % Enoncé 6 Vous avez à votre disposition deux flacons : l'un contenant du monohydrogénophosphate de sodium hydraté ( Na HPO 4, 1H O) de masse molaire 358,14 l'autre contenant du dihydrogénophosphate de sodium hydraté (NaHPO 4, H O) de masse molaire 137 Préparez une solution d'un litre d'un tampon de ph égal à 7, de concentration totale en phosphate 0,1 M. Préparez une solution d'un litre d'un tampon de ph égal à 8 de concentration totale en phosphate 0,1 M. L'acide phosphorique porte trois fonctions acide dont les valeurs respectives des pk successifs sont : pk 1 =,1 pour le premier équilibre pk = 7, pour le deuxième équilibre pk 3 = 1,3 pour le troisième équilibre Pour des solutions dont le ph est de 7, ou 8, seul le deuxième équilibre sera concerné : Licence STE Biochimie 1 : l'eau réponses 6

H 3 PO 4 K 1 K K 3 3 H PO 4 HPO 4 PO 4 Soient [C 1T ] la concentration totale du dihydrogénophosphate de sodium, [C T ] la concentration totale du monohydrogénophosphate de sodium, le système d'équations s'écrit : [HPO ] [H ] (a) K = 4 [HPO 4] (b) [HPO 4 ] [HPO 4] = 0,1 M (concentration finale du phosphate) (c) [OH ] [HPO 4] [HPO 4 ] = [H ] [C 1T] [C T] 14 (d) [OH ] [H ] = 10 Dans le deuxième membre de l'équation (c), [C 1T ] représente la concentration des ions Na provenant du dihydrogénophosphate de sodium et [C T ] représente la concentration des ions Na provenant du monohydrogénophosphate de sodium. Dans l'équation (c), pour le membre de droite le terme [H ] est négligeable devant les deux autres (concentration finale en phosphate 0,1 M), pour le membre de gauche le terme [OH ] est négligeable devant les deux autres. Le système est approximé par : [HPO ] [H ] (a) K = 4 [HPO 4] (b) [HPO 4 ] [HPO 4] = 0,1 M (concentration finale du phosphate) (c) [HPO 4] [HPO 4 ] = [C 1T] [C T] L'équation (c) est vérifiée si nous avons : simplifie en : [HPO 4] = [C 1T] [HPO 4 ] = [C T], le système d'équations se [C ] [H ] (a) K = T 8 = 6,3 10 M [C 1T] (b) [C 1T] [C T] = 0,1 M (concentration finale de l Préparation du tampon phosphate de concentration finale 0,1 M et de ph 7, [C 1T] = [C T] = 0,05 M Licence STE Biochimie 1 : l'eau réponses 7

Pour un litre de tampon, on pèsera : 17,9 g de monohydrogénophosphate de sodium hydraté 6,85 de dihydrogénophosphate de sodium hydraté Préparation du tampon phosphate de concentration finale 0,1 M et de ph 8 [C 1T] = 0,0137 M et [C T] = 0,0863 M Pour un litre de tampon, on pèsera : 30,9 g de monohydrogénophosphate de sodium hydraté 1,87 de dihydrogénophosphate de sodium hydraté Enoncé 7 Vous avez à votre disposition un flacon contenant du monohydrogénophosphate de sodium hydraté ( Na HPO 4, 1H O) de masse molaire 358,14, une solution de soude 1N, une solution d'acide chlorhydrique 1N. Préparez une solution d'un litre d'un tampon de ph égal à 7, de concentration totale en phosphate 0,1 M. Quelle sera la différence avec la solution préparée dans la question précédente. Le système d'équations du monohydrogénophosphate de sodium en solution aqueuse s'écrit : [H PO ] [H ] (a1) K = 4 1 [H3PO 4] [HPO ] [H ] (a) K = 4 [HPO 4] (a3) K 3 = 3 [PO 4 ] [H ] [HPO 4 ] (b) [H3PO 4] [HPO 4] [HPO 4 ] [PO 3 4 ] = [C T] = 0,1 M (c) [OH ] [HPO 4] [HPO 4 ] 3[PO 3 4 ] = [H ] [C T] 14 (d) [OH ] [H ] = 10 L'équation (c) ne sera satisfaite que si le ph a une valeur situé entre pk et pk 3. Après simplification du système d'équations (voir Exemple 3 : solution d'un polyacide ou polybase pk pk faible), le calcul aboutit à : ph = 3 7,1 1,3 = = 9,71. K 1 K K 3 H 3 PO 4 H PO 4 HPO 4 PO 4 3 Licence STE Biochimie 1 : l'eau réponses 8

Il faudra donc ajouter de l'acide chlohrhydrique pour descendre la valeur du ph de la solution de monohydrogénophosphate de sodium 0,1M (35,8 g/litre) à une valeur de 7,. A cette valeur de ph seul le deuxième équilibre sera concerné et le système d'équations se simplifie en : [HPO ] [H ] (a) K = 4 [HPO 4] (b) [HPO 4 ] [HPO 4] = [C T] = 0,1 M (concentration finale de l (c) [OH ] [HPO 4] [Cl ] [HPO 4 ] = [H ] [C T] 14 (d) [OH ] [H ] = 10 Pour une solution de ph 7,, l'équation (a) nous indique que : [HPO ] = [H PO ] = [C ] 4 4 T, après approximation l'équation (c) devient : [C T] [Cl ] [C T ] = [C T ] d'où [Cl ] = [C T ] Pour un litre de tampon phosphate, il faudra 50 ml d'une solution d'hcl normal pour abaisser le ph d'une solution de monohydrogénophosphate de sodium 0,1M à un ph de 7,. Pour préparer celleci, on pèse 35,81 g de monohydrogénophosphate de sodium, on le dissout dans de l'eau (900 ml par exemple), on ajoute 50 ml d'hcl N et on complète avec de l'eau pour ajuster à un litre. La différence avec le tampon préparé dans la question précédente sera simplement la force ionique : dans le cas précédent : force ionique = 0, contribution des charges positives : [Na ] de ( NaH PO 4, H O ) : 1/ x 0,5 [C T ] (1) [Na ] de ( Na HPO 4, 1H O ) : 1/ x (0,5 [C T ] ) (1) 1/ x 0,5 [C T ] 1/ x (0,5 [C T ]) = 0,75 [C T] contribution des charges négatives : 1/ x 0,5 [C T ] (1) 1/ x 0,5 [C T ] () = 1,5 [C T] [HPO 4] [HPO 4 ] dans ce cas : force ionique = 0,5 contribution des charges positives : 1/ x [C T ] (1) = [C T ] ( Na HPO 4, 1H O) contribution des charges négatives : 1/ x 0,5 [C T ] (1) 1/ x 0,5 [C T ] () 1/ x 0,5 [C T ] (1) = 1,5 [C T ] (dernier terme : ajout de [Cl ] ) Licence STE Biochimie 1 : l'eau réponses 9