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HS 2 1 BAC PROFESSIONNELLE
REACTION CHIMIQUE : Comment établir la composition d’un liquide courant ?
Les boissons au cola contiennent dudioxyde de carbone dissous, des extraits de feuilles de coca « décocaïnisées » et des noix de cola.Elles contiennent aussi du caramel utilisé comme colorant et un acidifiant.Comment peut-on reconnaîtrel’acide présent dans le coca cola ?
Comment peut-on déterminersa concentration molaire et massique ?
Comment peut-on savoir s’il est commercialisable sachant que suivant la norme européenne, la teneur en acidifiant doit être inférieure à 0,7 g/L?
I EQUATION-BILAN D'UNE REACTION CHIMIQUE
1° En général, on peut écrire une équation qui montre le bilan de la réaction.
2° Règles générales
Au cours d’une réaction chimique, les éléments chimiques se conservent et il y a conservation de la masse (Loi de
Lavoisier ) ; la somme des masses des réactifs est égale à la somme des masses des ……………….. . On place des
nombres (coefficients) devant les formules afin de respecter la conservation des éléments.
3° Application
…. H2 + …… O2 …. H2O
…..Cu + …. O2 …..Cu O
…..Cu O + ……C …..Cu + ….. CO2
4° Identification de l’eau et du dioxyde de carbone
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L’eau est mise en évidence grâce au sulfate de ..........................
Initialement ………….. le sulfate de cuivre anhydre devient ……………. au contact de l’eau.
Le dioxyde de carbone peut être mis en évidence grâce à ……………………...
En présence de dioxyde de carbone, l’eau de chaux se ………………………..
............................. ..........................
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II CONCENTRATION
1° Concentration massique
2° Concentration molaire
Exercice:On dissout 5,85 g de chlorure de sodium dans 200 ml d'eau. Déterminer la concentration molaire de la solution
en NaCl. On donne les atomiques molaires suivantes : Na : 23 g / mol ; Cl : 35,5 g/mol
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
III PH D’UNE SOLUTION1° Propriétés des ions hydronium H3O+
Action sur les indicateurs colorés
Hélianthine Bleu de Bromothymol Phénolphtaléine
Eau Acide Eau Acide Eau Acide
Quels sont les indicateurs colorés que vous pouvez utiliser pour caractériser une solution acide ?
2° Qu’est ce que le pH ?
5° Mesure du pH
3° Papier pHC'est un papier imprégné d'un mélange d'indicateurs colorés.La lecture du pH se fait par comparaisondes couleurs.
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La concentration massique (g/L ) est égale au quotient de la masse m (g) de soluté dissoute par le
volume V (litre) de solution. c = ..........La concentration molaire (mol/L ) est égale au quotient de la quantité de matière n (mole)
dissoute par le volume V (litre) de solution. c = .............
……………………………………………………………..
Le pH définit l’acidité ou la ........................ d’une solution aqueuse. Les propriétés acides sont dues
aux ions ................................ H3O+
4° Le pH-mètre
C'est un appareil qui contient une électrode double et un voltmètre. La tension varie en fonction du pH : les mesures sont très précises.
5° Echelle des pH
IV DOSAGESLe dosage acido-basique est un procédé en chimie qui permet de déterminer la quantité ou la concentration inconnue d'une espèce chimique
1° Action d’un acide sur une base
Nous versons 20 ml d'acide chlorhydrique de concentration c = 0,1 mol/l Na+ OH-
dans un bêcher. Nous ajoutons quelques gouttes de bleu de bromothymol puis nous versons doucement la soude de concentration c = 0,1 mol/l contenue dans la burette jusqu’au virage du bleu de bromothymol qui intervient quand VB = 20 ml.Nous prenons une partie du mélange dans une soucoupe et nous la laissonsS’évaporer lentement ; Nous obtenons du …………… ……………
H3O+ Cl-
Equation bilan de la réaction
2° Courbe pH métrique et tangente pH
CA : concentration …………………………..
CB : concentration …………………………..
VA : volume ………………………………….
VB : volume ………………………………….
A l'équivalence
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Acide + base ……. + ……..
…………. + ……….. ………… + ………..
CA.VA = CB.VB
V EXERCICES
Exercice 1 1° Equilibrer les équations suivantes
Cu + O2 Cu O
Na + O2 Na2O
Al + O2 Al2O3
Na + Cl2 NaCl
Cu + Cl2 CuCl2
C3H8 + O2 CO2 + H2O
Exercice 2: la chaux
Les joints d'un mur sont réalisés à l’aide de " chaux hydraulique " appelée hydroxyde de calcium, de formule chimique Ca(OH)2.
1. Calculer, en g/mol, la masse molaire moléculaire de l'hydroxyde de calcium Ca(OH)2. Détailler les calculs. Données : M (H) = 1 g/mol , M (C) = 12 g/mol, M (O) = 16 g/mol et M (Ca) = 40 g/mol.
2. Calculer, en mole, la quantité de matière d’hydroxyde de calcium contenue dans un sac de 35 kg. Arrondir le résultat à l’unité.
3. La " prise " (solidification) des joints s'effectue par une réaction chimique nommée carbonatation. La réaction entre la chaux et le dioxyde de carbone produit du carbonate de calcium (CaCO3) et de l’eau (H2O) selon l’équation chimique équilibrée ci-dessous.
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O 74 g 44 g 100 g 18 g
Calculer, en gramme, la masse m de carbonate de calcium produite par le contenu d’un sac de chaux.
4. La chaux hydraulique est un produit irritant. Indiquer le numéro du pictogramme correspondant à ce risque.
Exercice 3 : Quel est le lait le plus frais ?Delphine est certaine d'être intolérante au lactose, sucre contenu naturellement dans le lait, dont la formule brute est C12H22O11. Elle arrive encore à boire du lait mais en très petite quantité. Delphine a également remarqué que le lait frais lui causait moins de désagrément. Elle aimerait donc connaître la marque qui propose le lait le plus frais.De plus, elle se demande si elle peut tout de même consommer certains produits laitiers.Le lait est légèrement acide, ceci est dû à la présence de l'acide lactique de formule C3H6O3. Mais l'acidité du lait augmente avec le temps. Cela permet d'avoir un indicateur du degré de fraîcheur. Ainsi, plus un lait est acide et moins il est frais.
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NH3 + O2 N2 + H2O
NH3 + O2 NO + H2O
CH4 + Cl2 CHCl3 + HCl
CaO + C CaC2 + CO
H2S +O2 H2O + SO2
Cu2S + Cu2O Cu + SO2
Lors du dosage du lait, on fait réagir l'acide lactique (C3H6O3) avec l'ion hydroxyde (HO–) pour produire de l'eau et
un ion lactate (C3H5O3–).
a) Écrire l'équation de cette réaction
…………………………………………………………………………………………
b) On ajoute un indicateur coloré dans le lait pour indiquer la fin de la réaction. À ce moment précis le pH de la
solution sera égal à 7 puis augmentera instantanément.
Choisir l'indicateur qui changera alors de couleur.
c) Le dosage du lait suit le protocole suivant :
Le volume versé de soude, à l’équivalence est VE = 8,8 mL
D'après l'équation de la réaction, la soude et l'acide ont réagi dans les mêmes proportions.
Calculer la concentration Ca d'acide lactique présent dans le lait.
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
d) les concentrations d'acide lactique présentes dans les différents laits sont les suivants :
Pour le lait Tellac : Ca = 1,8 × 10– 2 mol/L.
Pour le lait Diacan : Ca = 1,5 × 10– 2 mol/L
Quel lait conseillerez-vous de boire, en petites quantités, à Delphine ?
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…………………………………………………………………………………………
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Exercice 4
On désire créer un parfum floral en mélangeant une odeur de jasmin et une odeur de coco.
1. L’odeur de jasmin contient de l’éthanoate de benzyle. Il est obtenu au laboratoire par estérification de l’alcool
benzylique en présence d’acide éthanoïque. L’équation équilibrée de cette réaction est :
C7H8O + acide éthanoïque C9H10O2 + H2O
alcool benzylique éthanoate de benzyle
a) En utilisant cette équation équilibrée, donner la formule chimique brute de l’acide éthanoïque.
b) Au cours d’une estérification on a utilisé 9,3 moles d’alcool. Donner le nombre n de moles d’éthanoate de
benzyle obtenue.
c) Calculer la masse molaire moléculaire M de l’éthanoate de benzyle.
d) Calculer la masse m1 d’éthanoate de benzyle obtenue.
2) Le parfum est élaboré en mélangeant 1/3 d’odeur de jasmin pour 2/3 d’odeur de coco.
Calculer la masse m2 d’odeur de coco nécessaire pour une fabrication de parfum utilisant une masse m1 d’odeur de
jasmin.
On donne : M (C)12 g/mol M (O)16 g/mol M (H) 1 g/mol
Exercice 5Un bêcher contient 10 mL d'acide chlorhydrique de concentration CA plus 3 gouttes de BBT. On verse lentement
une solution de soude de concentration 0,1 mol/L. Le virage est obtenu avec 11,3 mL.
Calculer la concentration de l'acide et quel est la couleur du BBT après l’équivalence.
Exercice 6
On place dans un bêcher 20 ml d'une solution de soude avec deux gouttes de BBT. Pour obtenir le virage, on
ajoute 16 mL d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration c = 0,1 mol/L.
Quelle est la couleur du BBT avant et après le virage ? Quelle est la concentration de la soude ?
Exercice 7
Au cours d'un dosage acide-base, Jean a introduit un volume V1 = 10 ml d'une solution (1) de concentration
inconnue dans un bécher qu'elle a dosée à l'aide d'une solution (2) de concentration C2 = 0,12 mol/L.
la courbe de titrage est représentée ci- contre
1. Quelle est la nature de la solution (1) introduite dans le bécher ?
2. Quelle est la nature de la solution (2) introduite dans la burette ?
3. Déterminez graphiquement par la méthode des tangentes le volume V2
de solution (2) versé à l'équivalence.
4. Déterminez graphiquement le pH de la solution du bécher à
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l'équivalence.
5. En appliquant la relation: V1 × C1 = V2 × C2, déterminez la
concentration de la solution (1).
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