La salinité de l eau de mer D après l énoncé du concours ENSTIM 2007 épreuve spécifique PC

Documents pareils
Titre alcalimétrique et titre alcalimétrique complet

LABORATOIRES DE CHIMIE Techniques de dosage

Fiche de révisions sur les acides et les bases

Physique : Thermodynamique

Rappels sur les couples oxydantsréducteurs

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

Partie 1. Addition nucléophile suivie d élimination (A N + E) 1.1. Réactivité électrophile des acides carboxyliques et groupes dérivés

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

TP : Suivi d'une réaction par spectrophotométrie

Calcaire ou eau agressive en AEP : comment y remédier?

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

ACIDES BASES. Chap.5 SPIESS

Synthèse et propriétés des savons.

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

SUIVI CINETIQUE PAR SPECTROPHOTOMETRIE (CORRECTION)

BTS BAT 1 Notions élémentaires de chimie 1

Vitesse d une réaction chimique

CONCOURS COMMUN 2010 PHYSIQUE

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

DÉTERMINATION DU POURCENTAGE EN ACIDE D UN VINAIGRE. Sommaire

BAC BLANC SCIENCES PHYSIQUES. Durée : 3 heures 30

TS 31 ATTAQUE DE FOURMIS!

Exercices sur le thème II : Les savons

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

DM n o 8 TS Physique 10 (satellites) + Chimie 12 (catalyse) Exercice 1 Lancement d un satellite météorologique

SECTEUR 4 - Métiers de la santé et de l hygiène

REACTIONS D OXYDATION ET DE REDUCTION

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

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

Chapitre 7 Les solutions colorées

Enseignement secondaire

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

BACCALAURÉAT GÉNÉRAL PHYSIQUE-CHIMIE

Exemple de cahier de laboratoire : cas du sujet 2014

FICHE 1 Fiche à destination des enseignants

pka D UN INDICATEUR COLORE

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

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

Burette TITRONIC Titrateurs TitroLine

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

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

Olympiades de chimie : chimie et habitat

U-31 CHIMIE-PHYSIQUE INDUSTRIELLES

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

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

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

TITRONIC et TitroLine. Les nouveaux titrateurs et burettes

Comparaison de fonctions Développements limités. Chapitre 10

A chaque couleur dans l'air correspond une longueur d'onde.

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

Site : mail : mennier@isnab.fr SUJET ES - session 2003 Page 1 68-(7(6VHVVLRQ

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

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)

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

Effets électroniques-acidité/basicité

Mesures calorimétriques

O, i, ) ln x. (ln x)2

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

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

C. Magdo, Altis Semiconductor (Corbeil-Essonne) > NOTE D APPLICATION N 2

Suivi d une réaction lente par chromatographie

259 VOLUMETRIE ET TITRATION DOSAGE DU NaOH DANS LE DESTOP

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

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

Application à l astrophysique ACTIVITE

A B C Eau Eau savonneuse Eau + détergent

Fiche 19 La couleur des haricots verts et cuisson

ANTICORPS POLYCLONAUX ANTI IMMUNOGLOBULINES

CORRIGE. CHAP 04-ACT PB/DOC Electrolyse de l eau 1/12 1. ALIMENTATION ELECTRIQUE D'UNE NAVETTE SPATIALE

BREVET D ÉTUDES PROFESSIONNELLES AGRICOLES SUJET

Étape 1 : Balancer la chimie de l'eau

TRAVAUX PRATIQUESDE BIOCHIMIE L1

Décrets, arrêtés, circulaires

SOFTSOAP LIQUID HAND SOAP PUMP SEA MINERAL / SAVON HYDRATATANT POUR LES MAINS POMPE MINERAL MARIN

Sujet. calculatrice: autorisée durée: 4 heures

L eau de Javel : sa chimie et son action biochimique *

TECHNIQUES: Principes de la chromatographie

Chapitre 02. La lumière des étoiles. Exercices :

Le Test d effort. A partir d un certain âge il est conseillé de faire un test tous les 3 ou quatre ans.

QU EST-CE QUE LA CHLORATION?

4 ème PHYSIQUE-CHIMIE TRIMESTRE 1. Sylvie LAMY Agrégée de Mathématiques Diplômée de l École Polytechnique. PROGRAMME 2008 (v2.4)

FICHE DE DONNEES DE SECURITE

Meine Flüssigkeit ist gefärbt*, comme disaient August Beer ( ) et Johann Heinrich Lambert ( )

ANALYSE SPECTRALE. monochromateur

Puissant et écologique à la fois

SCIENCES PHYSIQUES. Durée : 3 heures. L usage d une calculatrice est interdit pour cette épreuve. CHIMIE

33-Dosage des composés phénoliques

Acides et bases. Acides et bases Page 1 sur 6

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

CLASSE DE PREMIÈRE Série : Science et technique de laboratoire Spécialité : Chimie de laboratoire et de procédés industriels

La spectrophotométrie

Séquence 4. Les liquides et la conduction électrique. 1 Qu est-ce qu une «solution aqueuse»? 2 Tous les liquides ne sont pas des solutions aqueuses.

Inhibition de la corrosion : évaluation gravimétrique.

Nombre dérivé et tangente

Bijsluiter FR versie Collier Propoxur Halsband B. NOTICE 1/5

PRODUCTION D HYDROGÈNE PAR ÉLECTROLYSE DE L EAU

TESTS D'HYPOTHESES Etude d'un exemple

GUIDE DE BONNES PRATIQUES POUR LA COLLECTE DE PILES ET ACCUMULATEURS AU LUXEMBOURG

CHIMIE ET ENVIRONNEMENT : LA «CHIMIE VERTE»

Baccalauréat STI2D et STL spécialité SPCL Épreuve de physique chimie Corrigé Session de juin 2014 en Polynésie. 15/06/2014

Transcription:

Samedi mai 008 DS n 8 CRRECTIN Durée : 4 heures Partie La salinité de l eau de mer D après l énoncé du concours ENSTIM 007 épreuve spécifique PC Q. Titrage par précipitation selon : Ag (aq) - (aq) Ag(s) La réaction permettant de repérer l équivalence correspond à la précipitation du chromate d argent selon : Ag (aq) Cr 4 - (aq) Ag Cr 4 (s). Q. A l équivalence du dosage, n -,S n Ag,versé c Ag. V AgE 0,05,0 c. V c Ag. V AgE c c 5,50.0 mol. L V 5,0 c 0 c 5,50.0 mol.l 0 La masse de chlore contenue dans un kg d eau de mer se calcule selon : meaudemer m n, kg M c0 M 5,5.0 5,5 9, 5g ρ eaudemer soit une chlorinité de 9,5 g.kg - pour l eau de mer. La salinité de l eau de mer étudiée vaut S 0,00,8050.9,5 5. g.kg - Q. Lorsque la première goutte de nitrate d argent est ajoutée, on a :. 0,05 5,0.0 4 [ ] c Ag Vgoutte Ag,.0 mol. V V 5,5 5,0.0 L bécher goutte c.v S 5,5.0 5 [ ] c 5.0 mol.l Vbécher Vgoutte 5,5 5,0.0 Calculons le quotient de réaction associé à l équation de dissolution du précipité Ag(s) dans l hypothèse de non-précipitation. Q [Ag ].[ - ],.0-5 > K S 0-9,8. Le précipité existe donc en solution, dès l ajout de la première goutte de solution titrante. Q4. n utilise les conventions usuelles pour tracer le diagramme d existence des précipités. A la limite de précipitation de Ag, [ - 5,5.0 5,0 ] 5,0.0 mol. L 5,5 et K S [Ag ].[ - ], d où pag pk s log([ - ]) 8,5 Ag 8.5 pag PC A - PC B CIMIE - DS n 8 - Correction

A la limite de précipitation de Ag Cr 4, le volume versé est de.0ml, d où : [Cr - 0,050 0,50 4 ],5.0 mol.l et 5,5 K S [Ag ].[Cr - 4 ], d où pag ½.(pK s log([cr - 4 ]) 4,6 4.6 Ag Cr 4 Cr 4 - pag Q5. Lorsque le précipité rouge brique apparaît, on a pag 4,6 donc [Ag ],57.0-5 mol.l -. K s n en déduit que [ ] 6,7.0-6 mol.l - [ ] initial <. La concentration en [ Ag ] 00 ions chlorure est négligeable devant la concentration initiale lorsque le précipité rouge apparaît. La totalité des ions chlorure a donc été consommée lors du dosage. Celui-ci est quantitatif. Q6. En milieu basique, on observe la formation d un précipité d hydroxyde d argent Ag() qui conduit ensuite à Ag. En milieu acide, les propriétés acido-basiques de Cr 4 - interviennent (formation de Cr 4 donc déplacement de l équilibre de précipitation de Ag Cr 4 ). Afin d éviter ces réactions parasites, on travaille en général dans un domaine de p compris entre 6 et 0. PC A - PC B CIMIE - DS n 8 - Correction

Partie Etude de la conductivité de l eau pure D après l énoncé du concours ENSTIM 007 épreuve spécifique PC Q. La réaction d autoprotolyse de l eau a pour équation : - Le produit ionique de l eau vaut K e [ ].[ - ] 0-4 à 5 C. Dans l eau «pure», [ ] [ - ] 0-7 mol.l - 0-4 mol.m - 4 6 σ λ.[ ] λ.[ ] (,5.0.0 ).0 5,5.0 S. m 5,5µS m th. Q. σ eau distillée du laboratoire >> σ eau pure. L eau distillée n est pas exempte d espèces ioniques, et contient en réalité du dioxyde de carbone dissous, principalement sous forme d ions C -. Et on n a pas non plus [ ] [ - ]. Q. a. n peut envisager les demi-équations suivantes : A l anode de la pile : oxydation selon (g) (aq) e - 0,059 h E E / log P / E E 0,059 log C 0.77V A la cathode de la pile : réduction selon Ag(s) e - Ag (aq) - (aq) KS E E Ag / Ag 0,059log[ Ag ] E Ag / Ag 0,059log [ ] Ag / Ag S E E 0,059 pk 0,059 log C 0.99V b. Le pôle positif de la pile est constitué par la cathode en argent (dont le potentiel est le plus élevé ; cf application numérique). E E E E E 0,059 pk 0,059 log C E Ag / Ag S / c. n peut envisager les demi-équations suivantes : A l anode de la pile : oxydation selon (g) - (aq) (l) e - 0,059 h Ke E E log E 0,059 log P C / / / e E E 0,059 pk 0,059 log C 0.649V A la cathode de la pile : réduction selon Ag(s) e - Ag (aq) - (aq) KS E E Ag / Ag 0,059 log[ Ag ] E Ag / Ag 0,059 log [ ] Ag / Ag S E E 0,059 pk 0,059 log C 0.99V (Le milieu est basique!) PC A - PC B CIMIE - DS n 8 - Correction

d. Le pôle positif de la pile est constitué par la cathode en argent (dont le potentiel est le plus élevé ; cf application numérique). E E E E E 0,059 pk E 0,059 pk Ag / Ag S / e e. La f.é.m de la pile double vaut E E E 0,059.pK e 0,8.log C E 0,8. logc 0,47 0,8.log(0 ) pk e 4 0,059 0,059 Il s agit de la valeur connue à 5 C. Partie Le fer en solution aqueuse D après l énoncé du concours ENV 005 - n dissout,0.0 - mol de Fe et 5,0 0 - mol de KSCN dans 500 ml d eau. Fe SCN Fe SCN Etat d' équilibre C x C x x ' 0 0 Avec C.0 M et C 0 M ' 0 0 Fe SCN x β ' SCN Fe ( C0 x)( C0 x) La résolution de ce polynôme donne : x.7 0 M (L autre solution est aberrante car supérieure à C 0. Fe SCN.7 0 M D où les concentrations à l équilibre : SCN 8.7 0 M 5 Fe SCN.7 0 M > 0 M donc solution rouge 4 Fe 7.8 0 M.- Formule de la base conjuguée de l ion [Fe( ) 6 ] A : [Fe( ) 5 ()] A -.- Réaction de l ion [Fe( ) 6 ] sur l eau expression littérale de K A en fonction des concentrations utiles à l équilibre : A A (avec les notations précédetes) A K ' a [ A ].- Calculer le p d un litre de solution contenant 0, mol de Fe. A A Etat d' équilibre C x x x " 0 " 0 avec C 0 M PC A - PC B CIMIE - DS n 8 - Correction 4

K A C x ' A x a " [ ] 0 La résolution de ce polynôme donne : solution est aberrante car négative.) x 9.0 0 M, soit p log x.0 (L autre A ce p, la seule réaction que l on a négligée : l autoprotolyse est effectivement négligeable. (Elle n a d effet notable que dans la zone de p 6.5-7.5.).- Soit une solution contenant,0.0 - mol.l - en ions Ag et,0.0-4 mol.l - en ions Fe. L addition d ions SCN - à cette solution provoque la précipitation du thiocyanate d argent AgSCN. Calculons la concentration résiduelle en ions Ag lors de l apparition de la teinte rouge de [Fe(SCN)]. Lorsque le complexe apparaît, sa concentration est de 0-5 M. Nous en déduisons le tableau d avancement suivant pour la réaction de complexation : Fe SCN Fe SCN Etat d' équilibre 0 0 SCN 0 D'où : 4 5 5 4 SCN 5.56 0 M équilibre 9β équilibre n en déduit la quantité d ions Ag correspondante avec le Ks de AgSCN : Ks 9 Ag.80 0 M équilibre SCN équilibre.- A 0,0 ml d une solution de chlorure de sodium Na de concentration inconnue C sont ajoutés 0,0 ml d une solution à 5,0.0 - mol.l - de nitrate d argent AgN. L excès d ions argent Ag est dosé en présence d ions ferrique Fe par une solution à,0.0 - mol.l - de KSCN. L équivalence (persistance de la couleur rouge) est observée pour une addition de 6,0 ml de solution de thiocyanate. Calculons la concentration de la solution en ions chlorure -. La quantité d ions Ag restant après réaction avec les ions - (précipitation de Ag) est : n n n Ag restant Ag initiaux int roduits n 5.0 0.0 C 0.0 0 0 C Ag res tan t Soit : Le complexe rouge apparaît lorsque tous les Ag restants ont été consommés par précipitation avec les thiocyanates, d où, la stoechiométrie étant de pour : n n Ag res tan t SCN équivalence 6.0 0 0 0 C C 4.0 M PC A - PC B CIMIE - DS n 8 - Correction 5

Partie 4 Synthèse partielle du cholestérol D après l énoncé du concours Centrale-Supélec 008. Le cholestérol possède 8 carbones asymétriques.. La formule plane correspond donc à 8 stéréoisomères.. n réalise la réduction des deux fonctions cétones de E en deux fonctions alcools : D NaB 4 Me E 4. Proposition de mécanisme pour la transformation de E en F en milieu acide aqueux : E : Me Me -Me - F 5. Formule de G : 6. Mécanisme de passage de G à I : G : N C C PC A - PC B CIMIE - DS n 8 - Correction 6

C C I : K 7. Formule de L : I 4 - L : 8. N : C Me 9. (additionné trois fois sur les trois doubles liaisons CC). (C est une réduction des doubles liaisons catalysée par du dihydrogène sur catalyseur au palladium.) 0. Produit obtenu après action de NaB 4 sur : C Me. Dans l étape ) la fonction ester est hydrolysée. n obtient : C. Formule de P :. Produit obtenu après action de S sur P : P Le diméthylcuprate réagirait par une réaction acido-basique avec P : RC Me CuLi RC -, Li C 4. PC A - PC B CIMIE - DS n 8 - Correction 7

4. S donne de très bons rendements (meilleurs que P ) et les sous-produits (S et ) sont gazeux, donc facilement éliminés. n remarque que le diméthylcuprate réagit sélectivement avec le chlorure d acyle (il n est pas assez nucléophile pour réagir avec l ester) et conduit à la formation d une cétone qui ne réagit pas non plus avec le cuprate (comme l ester, elle n est pas non plus assez électrophile). Un magnésien réagirait avec les esters et son action sur le chlorure d acyle aurait conduit à l alcool tertiaire selon : RC C MgBr puis R ce qui n est pas le produit recherché. En ce qui concerne la température : à froid (-78 C ici), la chimiosélectivité est plus marquée. 5. n ne retrouve que les deux premières étapes du mécanisme d addition d un organomagnésien sur un dérivé d acide : addition élimination : R AN Elimination C R 6. L hydrolyse doit être prudente pour ne pas hydrolyser la fonction ester. n peut utiliser une solution aqueuse de chlorure d ammonium. R - 7. a. Magnésien utilisé : R : MgBr Un seul équivalent de magnésien est utilisé. Il réagira donc préférentiellement sur la fonction la plus électrophile : la cétone. L énoncé précise que R contient deux oxygènes, ce qui permet de savoir que la fonction ester a été hydrolysée pendant l hydrolyse acide. b. R peut être purifié par chromatographie sur colonne. PC A - PC B CIMIE - DS n 8 - Correction 8