Exercice n°1 L`azométhan

Sélection FESIC 2001 Epreuve de Chimie
Ecole Louis de BROGLIE-CPE LYON-ESA-ESAP-ESCOM-ESEO-ESTIT-ISA-ISAB-ISARA-ISEB-ISEM-ISEN-ISEP 1/11
Données
Masses atomiques molaires en g mol.-1.
H C N O Na Zn K
1 12 14 16 23 65,4 39
------------------
Exercice n°1
L'azométhane 33 HC N N CH-=- se décompose par chauffage selon la réaction :
33262
HC N N CH CH N-=- ¾¾®+
Dans un récipient initialement vide, on introduit 0,25 mol d'azométhane. On mesure ensuite la
quantité de matière n de diazote 2 N produite au cours du temps. On obtient la courbe suivante :
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0 2 4 6 8 1012141618202224t(h)
n(mol)
a) Une élévation de température augmente la vitesse de la réaction.
b) Le temps de demi-réaction est d'environ 7,7 h.
c) Au temps t = 7,7 h, la vitesse instantanée de la réaction est --31 v=16.10 mol.h .
d) La vitesse augmente au cours de la réaction.
Exercice n°2
On introduit une masse m1,00g= de zinc en poudre dans un ballon contenant v40,0mL=
d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration 1
0,500 mol.L-.
On recueille le gaz dihydrogène formé au cours du temps et on en mesure le volume V.
Données : volume molaire dans les conditions de l'expérience : 1 24,0 L.mol-
1/65,4 = 0,01529

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Les couples oxydant/réducteur intervenant dans la réaction étudiée sont 2
Zn / Zn
+ et 2gaz
H/H
+.
a) La concentration en ions 2+
Z
n est égale à -1 0,125 mol.L quand V = 0,120 L.
b) Le dihydrogène formé ravive la combustion d'un point incandescent.
L'ensemble des résultats de cette expérience permet de tracer le graphique représentatif de la
concentration des ions 2+
Zn de la solution en fonction du temps.
[Zn ] (mol.L )
2+ -1
0 500 1000 t(s)
0,1
0,2
c) La vitesse moyenne de formation des ions 2+
Z
n dans l'intervalle de temps
[]
0,500 s est
égale à ---511 4.10 mol.L .s .
d) Le temps de demi réaction est égal à 400 s.

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Exercice n°3
On étudie, à 20°C, la cinétique de la réaction de l'eau oxygénée avec l'ion iodure en milieu
acide. Les concentrations initiales des réactifs sont :
[
]
1
22
HO 0,10mol.L
-
=
1
I0,40mol.L
--
éù
=
ëû .
On donne les potentiels d'oxydo-réduction des couples suivants :
Couple E°(V)
1 2aq
I/I
- 0,62
2 222
O/HO 0,68
3 22 2
HO /HO 1,77
4 32
Fe /Fe
++
0,77
a) La réaction entre l'eau oxygénée et l'ion iodure produit du dioxygène.
b) La courbe
[]
(
)
2
I
= f t obtenue tend asymptotiquement vers la concentration
[]
-1
2
I
=0,20mol.L
¥.
c) La vitesse initiale de formation de 2
I
est d'environ --11 10 mmol.L .min .
d) L'ion 2+
F
e peut être envisagé pour catalyser la réaction.
[I ] (mol.L )
2-1
010 20 30 40 50 60 t(min)

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2
1
Exercice n°4
Soient deux acides en solution aqueuse 1 HA et 2 HA de même concentration a C.
Après avoir prélevé un même volume a
V20,0mL= de chacun de ces deux acides, on
procède successivement à leur dosage par une solution d'hydroxyde de sodium de
concentration 11
1,0.10 mol.L
--
.
On obtient les deux courbes qui ont été représentées sur le même graphe.
0102030v(mL)
b
5
10
pH
courbe n°2
dosage de HA
2
courbe n°1
dosage de HA
1
Indicateur coloré Zone de virage et couleurs
Rouge de crésol Jaune 7,2 --- 8,8 rouge
Hélianthine Rouge 3,1 --- 4,4 jaune
Phénolphtaléine Incolore 8,2 --- 10,0 rose
a) A partir de l'étude des courbes on en déduit que 1
H
A est un acide fort.
b) La concentration des solutions dosées est égale à --1 1 1,0.10 mol.L .
c) Parmi les indicateurs colorés cités ci-dessus, l'hélianthine est adapté au dosage n°1.
d) Le rouge de crésol est adapté au dosage n°2.
Exercice n°5
Un bain d'arrêt utilisé en photographie a été préparé en introduisant 75 g d'acide éthanoïque
dans de l'eau. On obtient trois litres de solution, notée A. Le pH de cette solution A est 2,6.
Le bain d'arrêt est destiné à stopper l'action du révélateur qui fait apparaître l'image
photographique. Le révélateur contient des espèces chimiques basiques.
Au bout d'un certain temps d'utilisation, on contrôle la concentration C en acide acétique du
bain.
Pour cela, on dose 10,0 mL de ce bain par de la soude à 21
1,0.10 mol.L
--
. Le virage de la
phénolphtaléine est obtenu pour un volume de 5,0 mL de soude versée.
Donnée :
(
)
33
p
Ka CH COOH/ CH COO 4,75
-
=

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a) La concentration molaire de la solution A est -1 0,50 mol.L .
b) Au fur et à mesure de son utilisation, le pH du bain d'arrêt augmente.
c) La concentration molaire de la solution lors du dosage est -1 C =0,050 mol.L .
d) La réaction du dosage est quasi-totale.
Exercice n°6
On souhaite vérifier le dosage d'un comprimé de Vitascorbol, contenant de l'acide ascorbique
ou vitamine C, de formule 686
C H O . Pour cela, on dissout le comprimé dans de l'eau distillée.
On obtient 100 mL de solution. On prélève 20,0 mL de cette solution que l'on dose par une
solution d'hydroxyde de sodium à 21
2,0.10 mol.L
--
.
On obtient la courbe suivante :
B
dpH
dv
0510152025v(mL)
B
0
2
4
6
8
10
12
14
pH
B
dpH
dv
a) La base conjuguée de l'acide ascorbique est l'ion ascorbate de formule chimique 67
6
-
CHO.
b) Le pKa de l'acide ascorbique est d'environ 4,2.
c) La quantité de matière en acide ascorbique présente dans le comprimé est de
-3
0,29.10 mol .
d) Le comprimé contient environ 50 mg d'acide ascorbique.
On donne : 29 176 5104´= .