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Bac blanc 2010 - Corrigé Document : M.Moppert - CPF - Beyrouth
5. a) En utilisant le critère d'évolution spontanée, montrer que des ions H3O+ sont consommés si l'eau est calcaire.
Qr,i < K1 : le système évolue dans le sens direct de l’équation (1) et des ions oxonium sont consommés.
b) Le pH final sera-t-il supérieur, égal ou inférieur au pH calculé à la question 3 ?
Si la concentration en ions oxonium diminue, le pH va augmenter.
c) Dans la notice du fabricant on trouve la phrase suivante : « Assurez-vous par des tests réguliers que votre eau est
suffisamment calcaire car sinon il pourrait y avoir des risques de chutes acides ». Expliquer cette mise en garde.
Si l’eau est peu calcaire, elle contient peu d’ions hydrogénocarbonate. Une trop faible partie des ions
oxonium apportés par la solution commerciale sera alors consommée et l’eau sera trop acide.
II. Deuxième partie : étude de la formation des ions ammonium
1. Montrer que la concentration de la solution en ions ammonium peut être déterminée à partir de la mesure de la
conductivité de la solution, les conductivités molaires ioniques étant connues.
= (NH4+).[NH4+]éq + (OCN-).[OCN-]éq
D’après les coefficients stoechiométriques de l’équation (2) : [NH4+]éq = [OCN-]éq
=> = [NH4+]éq.((NH4+) + (OCN-)) et [NH4+]éq=
2. a) Compléter littéralement, en annexe 3, le tableau descriptif de l'évolution du système.
b) En déduire la relation entre la concentration en ions ammonium en solution et l'avancement x de la réaction.
A chaque instant : n(NH4+) = x => [NH4+] =
et [NH4+] =
c) Calculer l'avancement maximal xmax.
Si la réaction est totale : c.V – xmax = 0 => xmax = c.V
Soit : xmax = 2,0 x 10-2 x 100,0 x 10-3 = 2,0 x 10-3 mol
3. Le graphe donnant l’évolution de l’'avancement de la réaction (2) en fonction du temps est donné en annexe 4. En
déduire le taux d'avancement
110
de la réaction à la date t = 110 min.
A l’instant de date t = 110 min, le taux d’avancement de la réaction est donné par =
Par lecture graphique : x110 = 1,3 x 10-3 mol => =
= 0,65
4. a) Donner l’expression de la vitesse volumique v(t) de réaction en fonction de l’avancement x de la réaction et du
volume V de la solution.
v(t) =
b) En utilisant le graphe en annexe 4, décrire l'évolution de cette vitesse.
V étant une constante positive, la vitesse volumique de réaction évolue comme la dérivée de
l’avancement par rapport au temps. Ce terme étant égal à chaque instant au coefficient directeur de
la tangente à la courbe représentative de la fonction t x(t), on constate qu’il diminue au cours du
temps : la vitesse volumique de réaction diminue au cours du temps.
État en
cours d'évolution
État final (en supposant la
transformation totale)