Exercices sur les acides et les bases : correctios Exercice 1 : Désigez l acide, la base, l acide cojugué et la base cojuguée das les réactios ci-dessous. a) NO 3 acide + 2 O base 3 O + acide coj. + NO 3 base coj. b) N 3 + 2 O N 4 + + O base acide acide coj. base coj. c) 2 O + COO COO + 3 O + base acide base coj. acide coj. Exercice 2 : Quelle est la base cojuguée des acides ci-dessous? a) NO 3 NO 3 + + b) 3 PO 4 2 PO 4 + + c) SO 4 SO 4 + + d) C 3 COO C 3 COO + + e) ClO 4 ClO 4 + + f) 2 SO 3 SO 3 + + g) PO 5 PO 3 5 + + h) F F + + d) O C C O «C» est u atoe peu électroégatif, alors que «O» est u atoe très électroégatif. U atoe d hydrogèe fixé sur u atoe de carboe e peut doc pas partir sous fore de +. Exercice 3 : Quel est l acide cojugué des bases ci-dessous? a) SO 4 + + 2 SO 4 b) N 3 + + + N 4 c) AsO 3 4 + + AsO 4 Exercice 4 : Citez deux espèces chiiques apholytes et écrivez leur réactio d autoprotolyse. N 3 + N 3 acide base N 2 + N 4 + base coj. acide coj. C 3 COO + C 3 COO C 3 COO + C 3 COO 2 + acide base base coj. acide coj. Exercice 5 : Quelles sot les valeurs de c( 3 O + ) et c(o ) das l eau pure à 22 C? c( 3 O + ) = 1. 10 7 ol/l et c(o ) = 1. 10 7 ol/l.
Exercice 6 : Que vaut la cocetratio e ios hydroxyde O das ue solutio aqueuse de c( 3 O + ) = 3.2. 10 3 ol/l? Cette solutio est-elle acide, eutre ou basique? c(o ) = 3.1. 10 12 ol/l (deux chiffres das la répose car deux chiffres das la doée). Solutio acide. Exercice 7 : Que vaut la cocetratio e ios hydroiu 3 O + das ue solutio aqueuse de c(o ) = 2.9. 10 4 ol/l? Cette solutio est-elle acide, eutre ou basique? c( 3 O + ) = 3.4. 10 11 ol/l (deux chiffres das la répose car deux chiffres das la doée). Solutio basique. Exercice 8 : Que vaut la cocetratio e ios hydroiu 3 O + das ue solutio aqueuse de c(o ) = 6.9. 10 12 ol/l? Cette solutio est-elle acide, eutre ou basique? c( 3 O + ) = 1.4. 10 3 ol/l (deux chiffres das la répose car deux chiffres das la doée). Solutio acide. Exercice 9 : Quel est le p d ue solutio aqueuse das laquelle c( 3 O + ) = 0.04 ol/l? Cette solutio estelle acide, eutre ou basique? p = 1.40 (les p sot gééraleet expriés avec ue précisio de deux chiffres après la virgule). Solutio acide. Exercice 10 : L acide chlorhydrique Cl réagit avec l eau selo la réactio ci-dessous. Quel est le p d ue solutio aqueuse de Cl 0.003 ol/l? Cette solutio est-elle acide, eutre ou basique? Cl + 2 O Cl + 3 O + c 0.003 ol/l 0.003 ol/l p 2.52 Solutio acide. Exercice 11 : O cosidère que l acide sulfurique 2 SO 4 est u diacide fort, et qu il réagit avec l eau selo la réactio (à équilibrer) ci-dessous. Quel est le p d ue solutio aqueuse d acide sulfurique 0.003 ol/l? Cette solutio est-elle acide, eutre ou basique? 2 SO 4 + 2 2 O SO 4 + 2 3 O + c 0.003 ol/l 0.006 ol/l p 2.22 Solutio acide.
Exercice 12 : L acide itrique NO 3 réagit avec l eau selo la réactio ci-dessous. 3.23 g d acide itrique sot itroduits das de l eau. Le volue de la solutio obteue est de 450 L. Quel est so p? Cette solutio est-elle acide, eutre ou basique? NO 3 + 2 O NO 3 + 3 O + c( 3 O + ) 63.01288 g/ol 3.23 g 0.051259 ol 0.051259 ol 0.11391 ol/l p 0.94 Solutio acide. Exercice 13 : Quel est le p d ue solutio aqueuse das laquelle c(o ) = 0.05 ol/l? Cette solutio est-elle acide, eutre ou basique? c( 3 O + ) = 2. 10 13 ol/l, et doc p = 12.70. Solutio basique. Exercice 14 : L hydroxyde de sodiu NaO est u sel soluble das l eau (équatio ci-dessous). Quel est le p d ue solutio aqueuse d hydroxyde de sodiu NaO 0.0008 ol/l? Cette solutio est-elle acide, eutre ou basique? NaO Na + + O c c( 3 O + ) 0.0008 ol/l 0.0008 ol/l 1.25. 10 11 ol/l p 10.90 Solutio basique Exercice 15 : L hydroxyde de baryu Ba(O) 2 est u sel soluble das l eau (équatio ci-dessous, à équilibrer). Quel est le p d ue solutio aqueuse d hydroxyde de baryu Ba(O) 2 0.0004 ol/l? Cette solutio est-elle acide, eutre ou basique? Ba(O) 2 Ba 2+ + 2 O c c( 3 O + ) 0.0004 ol/l 0.0008 ol/l 1.25. 10 11 ol/l p 10.90 Solutio basique
Exercice 16 : 2.14 g d hydroxyde de potassiu KO sot dissous das de l eau. Le volue de la solutio obteue est de 650 L. Ecrivez l équatio de la réactio de dissolutio et calculez le p de la solutio. Est-elle acide, eutre ou basique? KO K + + O c(o ) c( 3 O + ) 56.10564 g/ol 2.14 g 0.0381423 ol 0.0381423 ol 0.0586805 ol/l 1.7041. 10 13 ol/l p 12.79 Solutio basique
Exercice 17 : Ue solutio aqueuse de 20.0 L cotiet au départ 0.0020 ol de 3 O +. a) Quel est so p? Par dissolutio de Na + O (sel de volue égligeable), b) O rajoute 0.0010 ol de ios O. Cobie de ios 3 O + reste-t-il? p =? c) O rajoute ecore 0.0009 ol de ios O. Cobie de ios 3 O + reste-t-il? p =? d) O rajoute ecore 0.0001 ol de ios O. Cobie de ios 3 O + reste-t-il? p =? e) O rajoute ecore 0.0001 ol de ios O. Cobie de ios O reste-t-il? p =? f) O rajoute ecore 0.0009 ol de ios O. Cobie de ios O reste-t-il? p =? ( 3 O + ) (O ) ( 3 O + ) (O ) V c( 3 O + ) c(o ) iitial itroduit résultat* résultat* total / L résultat. L -1 résultat p. L -1 a) 0.0020-0.0020-0.0200 0.1000 iutile 1.00 b) 0.0020 0.0010 0.0010-0.0200 0.0500 iutile 1.30 c) 0.0020 0.0019 0.0001-0.0200 0.0050 iutile 2.30 d) 0.0020 0.0020 «0» «0» 0.0200 1. 10 7 ** 1. 10 7 ** 7.00 e) 0.0020 0.0021-0.0001 0.0200 2. 10 12 0.0050 11.70 f) 0.0020 0.0030-0.0010 0.0200 2. 10 13 0.0500 12.70 * O églige ici les ios issus de l autoprotolyse. ** Ces ios provieet de l autoprotolyse. Ils e peuvet être égligés das le cas préset (il e reste qu eux!).
Exercice 18 : Ue solutio aqueuse de 20.0 L cotiet au départ 0.100 ol/l de 3 O +. a) Quel est so p? Ue solutio aqueuse de O 0.100 ol/l est progressiveet rajoutée, selo la liste ci-dessous. b) O rajoute 10.0 L de solutio de O. Cobie de ios 3 O + reste-t-il? p =? c) O rajoute ecore 9.0 L de solutio de O. Cobie de ios 3 O + reste-t-il? p =? d) O rajoute ecore 1.0 L de solutio de O. Cobie de ios 3 O + reste-t-il? p =? e) O rajoute ecore 1.0 L de solutio de O. Cobie de ios O reste-t-il? p =? f) O rajoute ecore 9.0 L de solutio de O. Cobie de ios O reste-t-il? p =? V( 3 O + ) ( 3 O + ) V(O ) (O ) ( 3 O + ) (O ) V c( 3 O + ) c(o ) iitial / L iitial itroduit / L itroduit résultat* résultat* total / L résultat. L -1 résultat p. L -1 a) 0.0200 0.0020 - - 0.0020-0.0200 0.1000-1.00 b) 0.0200 0.0020 0.0100 0.0010 0.0010-0.0300 0.0333-1.48 c) 0.0200 0.0020 0.0190 0.0019 0.0001-0.0390 0.0026-2.59 d) 0.0200 0.0020 0.0200 0.0020 «0» «0» 0.0400 1. 10 7 ** 1. 10 7 ** 7.00 e) 0.0200 0.0020 0.0210 0.0021-0.0001 0.0410 4.100. 10 12 2.439. 10 3 11.39 f) 0.0200 0.0020 0.0300 0.0030-0.0010 0.0500 5.000. 10 13 2.000. 10 2 12.30 * O églige ici les ios issus de l autoprotolyse ** Ces ios provieet de l autoprotolyse. Ils e peuvet être égligés das le cas préset (il e reste qu eux!).
Exercice 19 : 12.3 L de NaO 0.172 ol/l sot ajoutés à 20.0 L de Cl 0.250 ol/l. Quel est le p de la solutio obteue? La solutio acide cotiet 5.0000. 10 3 ol de 3 O +. La solutio basique cotiet 2.1156. 10 3 ol de O. Das la solutio obteue, il reste 2.8844. 10 3 ol de 3 O +, das u volue total de 0.0323 L. Doc, c( 3 O + ) = 8.9300. 10 2 ol/l ; p = 1.05. Exercice 20 : 0.125 L de KO 0.412 ol/l sot ajoutés à 0.025 L de NO 3 0.250 ol/l. Quel est le p de la solutio obteue? La solutio acide cotiet 6.2500. 10 3 ol de 3 O +. La solutio basique cotiet 5.1500. 10 2 ol de O. Das la solutio obteue, il reste 4.5250. 10 2 ol de O, das u volue total de 0.150 L. Doc, c(o ) = 3.0167. 10 1 ol/l et c( 3 O + ) = 3.3149. 10 14 ol/l ; p = 13.48. Exercice 21 : Quel volue de NaO 1.00. 10 3 ol/l faut-il pour eutraliser 0.23 3 d ue solutio d acide fort de p = 3.45? La eutralité est obteue lorsque ( 3 O + ) = (O ). Grâce au p, o sait que das la solutio acide c( 3 O + ) = 3.5481. 10 4 ol/l. Coe V( 3 O + ) = 230 L, o calcule que ( 3 O + ) = 0.0816071 ol. Doc, V(O) = (O ) / c(o ) = 81.607082 L 82L. Exercice 22 : Quel volue de Cl 1.00. 10 3 ol/l faut-il pour eutraliser 7.5 3 d ue solutio de base forte de p = 11.67? La eutralité est obteue lorsque ( 3 O + ) = (O ). Grâce au p, o sait que das la solutio basique c( 3 O + ) = 2.138. 10 12 ol/l et doc c(o ) = 4.6774. 10 3 ol/l. Coe V(O ) = 7.5. 10 3 L, o calcule que (O ) = 35.080135 ol. Doc, V( 3 O + ) = ( 3 O + ) / c( 3 O + ) = 35080.135 L 35 3. Exercice 23 : 26.4 L d ue solutio de Cl 0.100 ol/l ot été écessaires pour eutraliser ue solutio d hydroxyde de lithiu de p = 12.20. a) Quel était le volue de cette solutio? b) Quelle asse d'hydroxyde de lithiu coteait-elle? La eutralité est obteue lorsque ( 3 O + ) = (O ). O sait que das la solutio acide c( 3 O + ) = 0.100 ol/l. Coe V( 3 O + ) = 26.4. 10 3 L, o calcule que ( 3 O + ) = 2.64. 10 3 ol. Das la solutio basique c( 3 O + ) = 6.3096. 10 13 ol/l et doc c(o ) = 1.5849. 10 2 ol/l. Doc, V(O ) = (O ) / c(o ) = 1.6657. 10 1 L 167 L. (LiO) = (LiO). (LiO) = 2.64. 10 3 ol. 23.94834 g. ol 1 = 6.3224. 10 2 g 63.2 g.
Exercice 24 : 26.4 L d ue solutio de NaO 0.250 ol/l ot été écessaires pour eutraliser 20.00 L d ue solutio d'acide sulfurique (diacide fort). a) Quel était le p de cette solutio? b) Quelle asse d'acide sulfurique coteait-elle? La eutralité est obteue lorsque ( 3 O + ) = (O ). O sait que das la solutio basique c(o ) = 0.250 ol/l. Coe V(O ) = 26.4. 10 3 L, o calcule que (O ) = 6.60. 10 3 ol. La solutio d acide a u volue de V( 3 O + ) = 20.00. 10 3 L, doc c( 3 O + ) = ( 3 O + ) / V( 3 O + ) = 3.30. 10 1 ol/l et p = 0.48. Attetio à l équatio de protolyse du diacide 2 SO 4 (voir exercice 19) : 2 SO 4 + 2 2 O SO 4 + 2 3 O + 98.07948 g/ol 3.30. 10 3 ol 6.60. 10 3 ol 0.324 g Exercice 25 : Das u ballo jaugé de 250 L, vous avez itroduit 34.5 g d acide sulfurique, 34.5 g d hydroxyde de calciu, et de l eau jusqu au trait de jauge. Quel est le p de ce élage? 2 SO 4 + 2 2 O SO 4 + 2 3 O + 98.07948 g/ol 34.5. 10 3 g 3.5176. 10 4 ol 7.0351. 10 4 ol Ca(O) 2 74.09268 g/ol 34.5. 10 3 g 4.6563. 10 4 ol Ca 2+ + 2 O 9.3127. 10 4 ol Das la solutio obteue, il reste 2.2776. 10 4 ol de O, das u volue de 0.250 L. Doc, c(o ) = 9.110. 10 4 ol/l, c( 3 O + ) 1.0977. 10 11 ol/l ; p = 10.96. Exercice26 : Das u ballo jaugé de 100 L, vous avez itroduit 34.5 g d acide sulfurique, 34.5 g d acide itrique, et de l eau jusqu au trait de jauge. Quel est le p de ce élage? 2 SO 4 + 2 2 O SO 4 + 2 3 O + 98.07948 g/ol 34.5. 10 3 g 3.5176. 10 4 ol 7.0351. 10 4 ol NO 3 63.01288 g/ol 34.5. 10 3 g 5.4751. 10 4 ol + 2 O NO 3 + 3 O + 5.4751. 10 4 ol Das la solutio obteu, se trouverot 1.251. 10 3 ol de 3 O +, das u volue de 0.100 L. Doc, c( 3 O + ) 1.251. 10 2 ol/l ; p = 1.90.
Exercice 27 : Doez la forule des coposés ci-dessous. a) itrate d aoiu N + 4 NO 3 b) dihydrogéophosphate de potassiu K + 2 PO 4 c) acide orthosilicique 2 SiO 4 d) carboate de sodiu (Na + ) 2 CO 3 ou N 4 NO 3 ou K 2 PO 4 ou Na 2 CO 3 e) chlorure d aluiiu Al 3+ (Cl ) 3 ou AlCl 3 f) hydrogéosulfate d or (III) Au 3+ (SO 4 ) 3 ou Au(SO 4 ) 3 Exercice 28 : Ajoutez autat de protos que écessaire aux aios ci-dessous pour les redre eutres, puis oez les coposés aisi obteus. a) S sulfure 2 S acide sulfhydrique b) CO 3 carboate 2 CO 3 acide carboique c) PO 4 hydrogéophosphate 3 PO 4 acide phosphorique d) NO 3 itrate NO 3 acide itrique 3 e) PO 4 phosphate 3 PO 4 acide phosphorique f) O 4 peragaate O 4 acide peragaique Exercice 29 : Doez la forule des coposés ci-dessous. a) acide oxalique 2 C 2 O 4 b) acide cyahydrique CN c) acide dithioeux 2 S 2 O 4 d) acide staique 2 SO 3 Exercice 30 : Noez les coposés ci-dessous. a) IO 4 acide periodique b) Br acide brohydrique c) LiNO 2 itrite de lithiu d) Ba( 2 PO 4 ) 2 dihydrogéophosphate de baryu e) ClO acide hypochloreux f) 2 CrO 4 acide chroique g) N 4 Br broure d aoiu h) Pb(C 3 COO) 2 acétate de plob II Exercice 31 : Que peut-o dire de la force de la base cojuguée d u acide fort? La base cojuguée d u acide fort est ue base égligeable.
Exercice 32 : Doez l équatio des réactios des espèces chiiques ci-dessous avec l eau e idiquat si les réactios sot coplètes ou partielles (= avec équilibre). Les solutios aqueuses obteues sot-elles acides, eutres, ou basiques? a) Br + 2 O Br + 3 O + ilieu forteet acide acide fort b) S + 2 O S + O ilieu faibleet basique base faible c) N 4 + acide faible + 2 O N 3 + 3 O + ilieu faibleet acide d) COO + 2 O COO + 3 O + ilieu faibleet acide acide faible e) O + 2 O O + O ilieu forteet basique base forte f) C 3 COO + 2 O C 3 COO + O ilieu faibleet basique base faible g) Br + 2 O Br + O ilieu reste eutre base égligeable
Exercice 33 : Doez l équatio des réactios des espèces chiiques ci-dessous avec l eau e idiquat si les réactios sot coplètes ou partielles (= avec équilibre). Les solutios aqueuses obteues sot-elles acides, eutres, ou basiques? a) K 2 O b) I c) KClO 4 d) Na 3 PO 4 e) FeF 2 f) C 2 5 OC 2 5 a) K 2 O 2 K + + O tous les sels de potassiu sot solubles K + + 2 O io ierte O + 2 O O + O base forte ilieu forteet basique b) I + 2 O I + ilieu forteet + 3 O acide acide fort c) KClO 4 K + tous les sels de + ClO 4 potassiu sot solubles K + + 2 O io ierte ClO 4 base égligeable + 2 O ClO 4 + O ilieu reste eutre d) Na 3 PO 4 3 Na + 3 + PO 4 Na + + 2 O io ierte 3 PO 4 base faible + 2 O PO 4 + O ilieu faibleet basique e) FeF 2 Fe 2+ + 2 F sel isoluble, le ilieu reste eutre f) C 2 5 OC 2 5 + 2 O olécule ierte du poit de vue acido-basique (e figure pas das l échelle!) ilieu reste eutre dessi de la olécule : C C O C C