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Philippe Ribiere
Annee scolaire 2010/2011
http://philippe.ribiere.pagesperso-orange.fr/ 2Lycee J. Dautet MPSI 2010/2011 Ph. Ribiere
Table des matieres
1 Systeme ferme et reaction chimique 5
1.1 Questions de cours. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2 Vrai-Faux de cours. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.3 L'air comme un gaz parfait. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.4 Oxydation du dioxyde de soufre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.5 Prediction du sens de la reaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2 L'eau solvant9
2.1 Questions de cours. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2 Vrai-Faux de cours. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3 L'equilibre acido-basique 11
3.1 Questions de cours. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.2 Vrai-Faux de cours. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.3 Composition d'une solution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.4 Sens de deplacement de la reaction deCH3COOHetHCOO. . . . . . . . . . . . . 12
3.5 Mise en solution d'une base faible. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.6 Melange acide base, methode de la reaction preponderante. . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.7 Loi de dilution d'Ostwald.?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.8 Melange d'un acide faible et d'une base forte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.9 Etude d'un diacide.?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.10 Dosage d'un acide fort par une base forte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.11 Dosage d'un acide faible par une base forte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.12 Dosage d'un diacide par une base forte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.13 Dosage d'un diacide par une base forte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.14 Dosage d'un polyacide par une base forte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.15 Conductivite d'un electrolyte fort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.16 Conductivite d'un electrolyte faible, mesure de pKa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4 Equilibre de complexation 21
4.1 Questions de cours. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.2 Vrai-Faux de cours. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.3 Complexes Cobalt Ammoniac, lecture graphique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
http://philippe.ribiere.pagesperso-orange.fr/ 44.4 Complexe de l'argent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4.5 Complexe du cuivre et deplacement d'equilibre.?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4.6 Complexe du cuivre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.7 Complexe successifs de l'Argent. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.8 Destruction du complexe diammineargent I en milieu acide.?. . . . . . . . . . . . . 23
5 Equilibre de precipitation 25
5.1 Questions de cours. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
5.2 Vrai-Faux de cours. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
5.3 Solubilite du sulfate de plomb PbSO
4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
5.4 Domaine d'existence du precipite d'iodure d'argent AgI. . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
5.5 Solubilite dans diverses solutions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
5.6 Competition de precipitation.?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
5.7 Precipitation contr^olee par le pH.??. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
6 Equilibre d'oxydoreduction 29
6.1 Questions de cours. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
6.2 Vrai-Faux de cours. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
6.3 Le Fer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
6.4 L'accumulateur au plomb. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
6.5 Stabilite du cuivre I en solution.?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
6.6 Pile. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
6.7 Oxydation selective.?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
6.8 Dosage d'un melange de cations en milieu acide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
6.9 Dosage des ions ferreuxFe2+par les ions cerriquesCe4+. . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Lycee J. Dautet MPSI 2010/2011 Ph. Ribiere
Chapitre 1
Systeme ferme et reaction chimique
1.1 Questions de cours.
1. Denir ce qu'est un parametre extensif et un parametre intensif.(Illustrer par des exemples).
2. Denir ce qu'est un melange ideal de gaz parfaits, la pression partielle et enoncer la loi de Dalton.
3. Denir sur un exemple l'avancement de la reaction.
4. Denir l'activite chimique d'un constituant selon l'etat de la matiere.
5. Denir la constante d'equilibre en fonction des activites sur un exemple.
6. Denir le quotien reactionnel et son utilisation pour predire le sens d'evolution spontanee de la
reaction chimique.7. Expliquer comment calculer rapidement les constantes d'equilibre lors de combinaison de reaction
chimique.1.2 Vrai-Faux de cours.
1. Dans un melange ideal de gaz parfait, tout se passe comme si chaque gaz parfait occupait tout
l'espace sans que les autres gaz parfaits soient present dans le recipient.2. La loi de Dalton arme que la pression partielle deiest egale au produit de la fraction massique
deidans le melange par la pression totale.3. L'avancementde la reaction s'exprime en mole par litre.mol:L1
4. L'activite d'un solide est nulle.
5. L'activite d'un compose en solution estai=CiC
0avecC0= 1mol:m3
6. La reactionH2+I2= 2HIa lieu en phase gazeuse. Sa constante d'equilibre s'ecritK =
HI eqp
H2eq:pI2eq
7. La constante d'equilibre depend des concentrations a l'equilibres et de la temperature.
8. La composition de l'etat d'equilibre depend de la composition initiale.
http://philippe.ribiere.pagesperso-orange.fr/ 69. Le quotient reactionnel calcule a l'equilibre est egale a la constante d'equilibre
10. Le quotient reactionnel depend de l'ecriture de l'equation bilan.
11. Si quotien reactionnelQ > Kla constante d'equilibre, la reaction a lieu dans le sens indirect.
12. Su une reaction R est la dierence de deux reactionsR1R2, sa constante d'equilibre est le
quotient des reactions d'equilibre.K=K1K21.3 L'air comme un gaz parfait.
Un recipient a 25C contient de l'air, compose de 80% deN2et 20% deO2, qui s'assimile a un melange ideal de gaz parfait, sous la pressionP0= 1bar= 105Pa. (R=8,314,MO= 16g.mol1etN= 14g.mol1
1. Que signie l'expression melange ideal de gaz parfait.
2. Calculer la pression partielle de chaque gaz parfait.
3. Calculer la concentration de chaque constituant.
4. Calculer le nombre de mole pour un recipient de 10litre.
5. Calculer la masse molaire de l'air.
6. Calculer la masse volumique de l'air.
Reponse: 2.PO2=0,2 bar etPO2=0,8 bar. 3.CO2=8,1mmol.L1etCN2=32,4mmol.L15. M=29g.mol1.6.=1,19 kg.m3= g.L1
1.4 Oxydation du dioxyde de soufre.
L'oxydation du dioxyde de soufre en phase gazeuse est une reaction totale dans les conditions de l'exercice :2SO2+O2!2SO3
Partant d'un melange d'une mole d'air et une mole deSO2, faire le tableau d'avancement en fonction deet donner le nombre de mole nal en chaque espece. Calculer la pression partielle en chaque constituant a l0'etat nal sachant que la pression totale est de 10 bar.Reponse:O2reactif limitant etF=0,2 mole.
1.5 Prediction du sens de la reaction
La reaction acide-base 2CH3COOH+F=CH3COO+HFa lieu en phase aqueuse et sa constante a 298K estK= 101;6.1. Le milieu reactionnel initial contient [CH3COOH]0= [F]0= 0;1mol.L1et [HF]0= [CH3COO]0=
Prevoir le sens d'evolution et calculer l'avancement volumique a l'equilibre.Lycee J. Dautet MPSI 2010/2011 Ph. Ribiere
http://philippe.ribiere.pagesperso-orange.fr/ 72. Le milieu reactionnel initial contient [CH3COOH]0= [F]0= [CH3COO]0= [HF]0=
0;1mol.L1.
Prevoir le sens d'evolution et calculer l'avancement volumique a l'equilibre. Reponse: 1. sens direct,Xe= 1;37:1022. sens indirectXe= 7;3:103Lycee J. Dautet MPSI 2010/2011 Ph. Ribiere
http://philippe.ribiere.pagesperso-orange.fr/ 8Lycee J. Dautet MPSI 2010/2011 Ph. Ribiere
Chapitre 2
L'eau solvant
2.1 Questions de cours.
1. Decrire la structure de la molecule d'eau (en particulier son moment dipolaire).
2. Expliquer pourquoi l'eau possede un fort pouvoir dispersant.
2.2 Vrai-Faux de cours.
1. L'eau est solvant polaire car la molecule d'eau possede un moment dipolaire.
2. L'eau solvant possede un fort pouvoir dispersant car la permitivite relative de l'eaurest grande
(80).3. L'hydrolyse est la rupture de la liaison entre les entites chimiques dont la liaison est polarisee.
4. Les composes moleculaires sont peu solubles dans l'eau.
http://philippe.ribiere.pagesperso-orange.fr/ 10Lycee J. Dautet MPSI 2010/2011 Ph. Ribiere
Chapitre 3
L'equilibre acido-basique
3.1 Questions de cours.
1. Denir un couple acide base de Bronsted et sa constante d'acidite.
2. Denir les deux couples de l'eau, leur pKa et la reaction d'autoprotolyse de l'eau. En deduire le
pH de l'eau pure.3. Presenter un coupe acide base sur le diagramme de predominance. Pourquoi le solvant possede-
t-il un pouvoir nivelant.4. Prevoir la reaction preponderante entre deux couples acides bases.
5. Denir acide fort et acide faible. (Base forte, base faible).
6. Rappeler le principe de la reaction de dosage par suivi pH-metrique.
7. Expliquer ce qu'est le principe de la conductimetrie.
8. Expliquer le dosage acide fort base forte par principe pH metrique et/ou conductimetrique.
9. Expliquer le dosage acide faible base forte par principe pH metrique et/ou conductimetrique.
3.2 Vrai-Faux de cours.
1. La base conjugue d'un acide fort est inerte dans l'eau.
2. Plus l'acide est fort, plus sa base conjugue est forte.
3. Si le pKa d'un couple est 4, alors il s'agit d'un acide faible : il se dissocie partiellement dans
l'eau.4. Si le pKa d'un couple est 4, alors sa mise en solution conduit a pH=4.
5. Si le pKa d'un couple est 4, alors la forme acide predomine a pH<3.
6. Si le pKa du couple est 13, alors la base est presque une base forte.
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