EXERCICE III. Une carafe filtrante permet-elle de diminuer la

Lycée Paul Vincensini Mardi 12 décembre 2012
CORRECTION DU CONTROLE DE SPECIALITE
Exercice 1
1. Le volume d’EDTA versé à l’équivalence pour doser les ions calcium et magnésium est beaucoup plus faible
pour l’eau filtrée que pour l’eau non filtrée. La quantité d’ions magnésium et calcium est donc moins
importante dans l’eau filtrée que dans l’eau non filtrée. La carafe joue donc bien son rôle.
2. A l’équivalence, les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques :
n(Ca2+) + n(Mg2+) = n(EDTA)
3. On déduit de la relation précédente :
[Ca2+(aq)].V + [Mg2+(aq)].V = c.VE
Soit : [Ca2+(aq)] + [Mg2+(aq)] =
.E cV
V
4. Eau n°1: [Ca2+(aq)] + [Mg2+(aq)] =
.,,
,
23
13
10 10 6 7 10
20 0 10
E
cV
V
= 3,3510 –3 mol.L-1 = 3,410 –3 mol.L-1
Eau n°2: [Ca2+(aq)] + [Mg2+(aq)] =
.,,
,
E
cV
V
23
23
10 10 2 9 10
20 0 10
= 1,4510 –3 mol.L-1 = 1,510 –3 mol.L-1
5. Eau n°1: 1°f  10–4 mol.L-1 TH1 =
,
3
4
3 35 10 1
10
= 33,5 °f = 34 °f (eau dure)
TH1  3,3510–3 mol.L-1
Eau n°2: 1°f  10–4 mol.L-1 TH2 =
,
3
4
145 10 1
10
= 14,5 °f = 15 °f (eau douce)
TH2  1,45  10–3 mol.L-1
6. Comme TH1 > TH2, l’eau n°1 est l’eau la plus dure.
7. La carafe a donc partiellement filtré les ions Ca2+ (aq) et Mg2+ (aq) contenus dans l’eau du robinet en divisant
par 2 environ la concentration de ces ions. Le système de filtration de la carafe est donc efficace.
Exercice 2
Le fonctionnement de la pile à combustible repose sur une réaction d’oxydoréduction entre le dihydrogène H2 et
le dioxygène O2. Les électrons échangés entre ces 2 réactifs transitent à travers un circuit extérieur créant ainsi
un courant électrique.
Pour mettre en oeuvre cette réaction, on dispose de deux électrodes l’anode et la cathode séparées par une
membrane électrolytique (milieu bloquant le passage des électrons mais laissant circuler les ions). Cette réaction
est déclenchée en utilisant un catalyseur, en général du platine.
A l’anode, H2 est oxydé selon la demi-équation : H2(g) = 2 H+(aq) + 2 e-
Les électrons passent par le circuit extérieur et les ions H+ traversent la membrane électrolytique.
A la cathode, O2 est réduit selon la demi-équation : ½ O2 (g) + 2 H+
(aq) + 2 e- = H2O (ℓ)
Les électrons et les ions H+ captés par le dioxygène proviennent de l’oxydation du dihydrogène.
L’équation globale de fonctionnement de la pile est donc :
H2(g) = 2 H+(aq) + 2 e-
½ O2 (g) + 2 H+
(aq) + 2 e- = H2O (ℓ)
½ O2 (g) + H2(g) = H2O (ℓ)
Le seul produit de cette réaction est l’eau.
Une pile à combustible transforme l’énergie chimique en énergie électrique.