2005 Polynésie EXERCICE III : ÉTUDE D'UN PRODUIT MÉNAGER

2005 Polynésie EXERCICE III : ÉTUDE D'UN PRODUIT MÉNAGER (4 points)

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I. NH3(aq)

1.a) Une base selon Brönsted est une espèce chimique capable de capter un
proton H+.

1.b) NH3(aq) + H2O(l) = NH4+(aq) + HO-(aq)

1.c. K = [pic]
Soit la réaction d'auto-protolyse de l'eau: 2 H2O(l) = H3O+(aq) + HO-(aq)
KE = KA2 =
[H3O+(aq)]éq.[HO-(aq)]éq

Soit la réaction de l'acide ion ammonium avec l'eau: NH4+(aq) + H2O(l) =
NH3(aq) + H3O+(aq)
KA1 = [pic]
On remarque que K = [pic]= [pic]
K = [pic] = 1,6(10-5
2.a) [pic]
[pic]= 1,0(10-2 mol.L-1
2.b) [H3O+(aq)]éq = 10-pH [H3O+(aq)]éq = 10-10,6 = 2,51(10-11 mol.L-
1

2.c) KA2 = [H3O+(aq)]éq×[HO-(aq)]éq
[HO-(aq)]éq = [pic]
[HO-(aq)]éq = [pic]= 1,0(10-3,4
[HO-(aq)]éq = 4,0(10-4 mol.L-1

2.d)
|Équation | NH3(aq) + H2O(l) = |
| |NH4+(aq) + HO-(aq) |
|Etat initial (en mol) |c×V |Excès |0 |0 |
|En cours de |c×V - x |Excès |x |x |
|transformation (en | | | | |
|mol) | | | | |
|Etat final si |c×V - xmax = 0 |Excès |xmax |xmax |
|transformation totale | | | | |
|Etat final si |c×V - xéq |Excès |xéq |xéq |
|transformation limitée| | | | |


[HO-(aq)]éq = [pic]
( = [pic] ( = [pic] = 4,0%
[HO-(aq)]éq = [HO-(aq)]f

2.e) La transformation est limitée, les produits réagissent facilement pour
reformer les réactifs.
II. Détermination de la concentration en ammoniac de la solution
commerciale

1.Dilution de la solution commerciale
Solution mère: Solution fille:
c0 c1 = c0/1000
V0 volume à prélever V1 volume préparé

Au cours d'une dilution la quantité de matière de soluté se conserve,
soit n0 = c0×V0 = n1 = c1×V1
c0(V0 = [pic]
Soit V0 = [pic] , il faut prélever un volume 1000 fois plus petit que le
volume de solution à préparer.
Les volumes doivent mesurés très précisément, il faut utiliser de la
verrerie jaugée. Le lot 1 ne convient pas. Seul le lot 3 permet de
respecter les proportions entre V0 et V1.


2. Titrage acido-basique de la solution diluée

2.a) Pour V< VAE , le réactif titrant est en défaut et le réactif titré est
en excès.
Pour V = VAE , l'équivalence est atteinte, les réactifs sont introduits
dans les proportions st?chiométriques.
Pour V > VAE , le réactif titré a disparu, il est en défaut; le réactif
titrant est en excès.
L'équivalence correspond au changement de réactif limitant.

2.b) D'après l'équation chimique de la réaction support du titrage,
à l'équivalence: [pic]versée = [pic]initiale.
cA×VAE = c1×V1
2.c) c1 = [pic] c1 = [pic] = 1,07.10-2 mol.L-1
c0 = 1000×c1 c0 = 10,7 mol.L-1


2.d) Le pH à l'équivalence vaut 5,7 ; or la zone de virage de l'indicateur
coloré doit contenir cette valeur du pH, c'est le rouge de chlorophénol qui
convient.