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UNIVERSITE ABDELMALEK ESSAADI 
FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES DE TANGER 



DEPARTEMENT DE GENIE CHIMIQUE 



RECUEIL DES CORRIGES DES EPREUVES DES 
CONTRÔLES CONTINUS ET EXAMENS PASSES DU 

MODULE C121/2 (99-03) 



ENSEIGNANT : KHADIJA ZIAT 2003 



t . 



F.S.T- B.P 416 -TANC" \ - m : 3939.54/55 - Fax : 3939.53 



^ETIWJP 



.com 



ENNONCES 



r CCI* CC2 et exampn 98/99 fl-13) 



■1- Soit un ,,,.. 
taux de dissociatio., ,., 
Données : pKa = 4.75. 



^ Sou ™ «tota „„„« d « ^ dt „ |adté „ mM ^ fc pH m ^ 



— - ™ ^^ivunudtions i-ia et HB 
SÏÏ'SlfeSSP'î !»*»* PA *^ * chrome d'argent , 

^âS^S^^ *» -Pl- ? On p rendr a poUr c X e mp]c non 

cette d.ssolution. On donne : «nmomac (en molécule gramme par litre) qui permet 

Produit de solubilité du chlorure d'argent ■ PApCI-m-" i 

argenti-ammoniac Ag(NH 3 ) 2 *: K = 10*" ' S ; la consIai "e d'instabilité de l'ion 

7- Equilibrer et compléter : 



-1 



.corn 



I 



1- Les demi réaction, suivantes et préciser si c'est une réaction de réduction ou d'oxydati on ? 
a-N0 2 -> N0 3 ' milieu basique 
b- Cr 2 7 " -» Cr 3 * milieu acide 

2- Les réactions suivantes en milieu acide : 

a-C10 3 -+Fe 2+ -> Fe^ + CT * . 

b- S0 2 + Cr 2 7 2 - -* Cr 3 * + HSO4 

8-^On considère, en solution acide Jes couples redox Cl 2 /Cr (E° - M V) et C10H/C1 2 (E° = 

1- Ecrire les équations équilibrées de ces deux réactions. 

2- Ecrire la réaction d'oxydoréduction globale lorsque les deux couples sont mis en présence. 

^Calculer la force électromotrice de la pile constituée à partir de ces deux couoles 
On dorme : [Cl 2 ] = 10' 2 moLL" 1 i [ClOH] 10"' mol.L'' ; [Crj = 0.5 moli' 1 et P H > 2. 

4- Calculer la valeur de la constante Kc de cette réaction ? 

5- Etablir, pour chaque couple, la relation entre la valeur du potentiel d'électrode et le pH ? 

,XAu cours d'une réaction d'oxydoréduction, l'oxydant subit une ] e réducteur subit 

une ...........L'oxydant du couple le plus fortement oxyde le du couple le 

moins fortement (ou le plus fortement ). 

y 10- On réalise à 25°C, une réaction dont l'énergie d'activation vaut 80 kj; sa constante de 
, vitesse vaut alors 1 0' min'. Pour qu'elle soit cinquante fois plus rapide, à quelle température 
faudrait-il la réaliser ? r 

A 11- Une réaction d'ordre 1 est réalisée avec une concentration en réactif égal à 2 mol L' 1 On 
JJ5 observe qu'après 150 min il n'en reste que 0.25 moLL' 1 . Quel est le temps de demi réaction 
de cette réaction. Combien vaut sa constante de vitesse ? Combien de temps faudrait t-il 
attendre pour que le réactif soit consommé à 99% ? 

\12- On mélange 100 cm 3 d'une solution molaire d'ammoniac, NH 3 , avec 400 cm 3 d'une 
solution de chlorure d'ammonium, Nr^Û, de concentration 0.5 mol.L* 1 (pKa de NrV = 9.3). "^ 



-. 



1- Calculer le pH de la solution obtenue ? En déduire la nature du mélange formé - «* ' 

2- On ajoute un excès de Fe(OH) 2 solide. Calculer la masse de Fc 2 + dissoute dans'ceùe"*" 
solution (le volume de la solution reste constant). On donne : produit de solubilité de 
Fe(OH) 2 = 1 0" 15 ; masse atomique du Fe = 56. 

13- Le produit de solubilité de AgN0 2 est de 1 0" 4 . Le pKa de l'acide KN0 2 est égal à 3.3. 

1- Quel sera l'effet d'une diminution du pH du milieu sur la solubilité de AgN0 2 ? Justifier la 
réponse à partir des équilibres mis enjeu. On admettra que Ag + est un ion indifférent dans ces 
conditions. 

2- Quel sera l'effet d'une diminution du pK du milieu sur la solubilité de AgCl ? i • 



1 



j%L&&M 100 cm 3 d'une solution décimolaire de HN0 3 . On .ioute S r 3 »«. a „ »« 
Quelle serait la valeur du pH de la solution ohtem.r 9 n». . " e AsN ° 2 ' 

CCI, CC2 et ov amen 99/OQ (14-21) 

iSSCRS ÏK2S *rr »" " ■ «- •— * -Mi » r,„- 

2- Le couple HCN/CN' possède un pK a de 9 3 

£££.* ^ ,a S0 ' UtiOn B e " dém0 ~ h «»»* -ilisee et en Justifiant les 

Quel sera le pH au point d'équivalence ? ^ ° btemr ' e p0lnt d ' é q™lanc e ? 

15- En solution aqueuse, à l'équilibre acido-basique 






NH 3 + H 2 0O NH/ + OH' fa %\ 

1 -- ft-i Wfflmr f? 

est associe une constant d'acidité Ka. 



■ V • 



1- Ecrire la constante d'aciditg^urearactérise cet équilibre. 

tîsa^ssft r compor,e c ™ une ** «* *^- - 

LlnVpr p Slc°;; V6rifiéCS ' COmmCm S ' £XprimCra JC P" * Ia -'"'ion, en 
16-1- Une solution (A) contient 85 g d'ammoniac par litre Quelle est » ™™ a. ■ . 

3- Calculer le P H de la solution (B). Démontrer la formule utilisée 



" J ' 



^ETIWJP 



.corn 
' *, -iAir. r — ■ i /- 



MgCOH)^, O Mg 2 ^ + 2 0H" aq 
1-^cu.er ,a concentration deS ions Mg>* , r eq uil iore . en déduire » solubi.ité M g( OH) 2 en 

vou * ? MgcuHfe d 1S soute, quels moyens simples proposeriez 

^^i^fcK^^'^, - ces de UX composés se 

miiieu acide. Cal^tot,^^»^ " ^^ de '° «■* d = *8fï 
cm 3 ! h i SSÏ^TlO^S"?.? 1 ft aCide " m mé, ^e Ce 20 

fï^^ une soluuon de 

nu lhampèremètre branché aux bornes de cSfle t^,, , "^ dC AeN ° 3 <°-l ** Un 
de l'électrode d'argent vers celle deST R qUe ,e C0Urant électri 1 ue ^ul« 

jusqu'à ce que le pH à S ft£ S*? * Z f ?^ (10* M) et Ag N0 3 (tO"' M) 

prenne la valeur M. ■ihKw^SîMîl'i " '**.* ''^ de A * 

précipitation de Zn(OH> et Ag(Oli Série «S -fT T S? f de "* V et 1 u ' on a 

L_ju= K's f 2n(0 H) 2 ) = 1.0, o-" M ?* U,CT IC Pr0dU,t dB S0lublIlté Ks d <= Ag(OH), sachant 

£^20- Le pH d'une solution 0.15 M d'éthylamine C 2 H 5 NH 2 est trouvé égal à 12 
21- Une solution d'acide forrmque HCOOH (acide faible) 



a un pH de 2.3. 



-4. 



i« 






;•- 



TtttiP 



.- 



■"..:■ 



. c 



1- Quelle est la valeur du coefficient a dans cette solution ? 

du RIS* ^ d ' CaU ^ ' 5 ° * ^ ■• SO ' Uti0n - **** ■< I- -uvel.es valeurs 
3- Si on mélange 25 mL d'une solution d'acide chlorhy noue HC a M M * m r ■ 
solution, quelles sont les nouvelles valeurs du pH et de ? °'° 5 M à 50 mL * cette 

^ On donne pKa (HCOOH/HCOCT) = 3.8. 

CCI, CC2 et PY* men QQ/Q] p ?..in) 

2- On ajoute une» Monde soude de normalité N = (1.000 ± 0.00]) N dansai n + n n-J 

■sac - ** caieuier ,e vo,ume de soude ***■» ^ssxîssl 

H3PO4 O H 2 P0 4 " + If 

3- Calculer la valeur des P H correspondant aux trois solutions d'effet t*m™ • , 

obtenues au cours de la neutra.isation par la soude de chacune SonS^SÏ 

isssz Sï sis équiva,en,s corTespondam à ia neutra,isaii ° n - «■ ** - 

SmSSTj ' e ^^ ™°MV°*1 » P<""' d * -—-ta de la première fonction 

tàSSS? raPPOrt [H2P0 ^ ,P0 ^ au P° int * —**■ de la deuxième fonction 

£2Ë5£ ^^ Wtf » a ft - *** * —-*■ de ,a troisième fonction 

r^trï ™2 U " f° mpieXe A ^ CN ^' soIubIe - D^s » litre d'eau on dissout 10* 

Se à TJuZT S ^ °" C ° nSlate qU£ ' a c ™^ de Ag 1 à 'é u io e es t 
égale a 1 .4. 10 M. Determmer la constante de dissociation K D de l'ion Ag(CN) 2 ? en Ag* et 

M: Kg Î5S5B5! SittS ÏÎSSJ5K 

27- Soit la réaction de l'oxyde de bismuth sur l'ion hypochlorite : 



^ETUUP 

.com 

■- --*"•« ' " > ■■■ " " • — 



CORRIGES 

t- L'équilibre de dissociation de l'acide acétique CH 3 COOH est : 

CH3COOH + H 2 <=> CH3COO- + H 3 + 

La constante d'acidité Ka de cet équilibre est Ka : 

^_ [CH,COO-ÏÏH 3 0+1 
[CH3COOH] 

C ° mme K = TT = I0 '" 5 < I0 " 2 alors »'*** acétique est considéré un acide faibïe e, 
fa.blement dissocié, Ca étant h concentrai initiale en acide acétique. La reIaI i on qui * la 
constante Ka au coefficient de dissociation ou taux de dissociation c.o. = M 
Après addition de .'eau la concentration Ca devienne C'a e, a devienne ,e,le o Ue - 

Vc'a ' 
Si a' = 2a on a alors 2a= /^ -, 4> Ka = Ka ^ Q ^ = Ça 

jkssïsïïssîïe sas ^ * nc " m,L ■ * **** - * 

2-a- La réaction de ia chaux est : 

Ca(OH) 2 -»Ca 2+ + 2 0rT 

La chaux est une base forte, si C est la concentration initiale en base on a TOHT - ->r ,, i u 
est alors donné par l'expression : pH = 1 4 + log2C = 1 2.78 ^ pH 

b - Ca(OH) 2 -» CaOrT + Off- 

CaOlT O Ca 2+ + OH" 

nLc •■ J x = [ Ca2 *]on a [OH7 = C + xet[CaOir] = C-x 

On est ramené a résoudre l'équation : 

[CaOH*] C-x °'° 5 

pKa + pKb = 1 4 et Kb = 10" u = 05 
On a x + x(0.08) - 1 .5.10" 3 = => x - 0.016 M et [OW] = 0.046 M 

pH - 7 +1/2(12.7 + bgO.046) = 12.7. 

3- a- Pour l'acide HA, de concentration initiale Ou, l'équilibre de dissociation est : 



4ETUÏIP 

.corn 



-™ 



. 



HA + H 2 OOA" + H 3 0* 
Cha .00 

Cha(I-c) oCha oCha 

[H 3 0*] - oCha ^ a = Î2ff = 6.76.10" 3 . 

t ■ 01 

Le raisonnement est le même pour l'acide A'H, on trouve a* = 0.013. 

On a a 5 > a => A'H est plus fort que AH. 

b " Ka- ^h -^gAH =4 .57.1ir» 

c ahO- a) l-o 

. _ (o.oi 3) 2 .o.i ntf m f 

K-. = - - = — i = 1 71 m-S 

" 1-0.013 0.1- 10*" ° ■ 

t . ,,. . Cb-lN.OnaVe.l- 10.0.1 =>Ve-lmL. 

Au point d équivalence tout l'acide A'H est transformé en sa base conjuguée A'" le D H est 

«lui d'une base faible donné par l'expression : pH = 7 + l/2(pK A . H * logA^ P 

A " = ~ïf- = 0091 mol -L"' et pH = 7 + 1(4.74 - logO.091) = 8.85. 

4- On écrit les équilibres de dissociation, dans l'eau, des deux acides HA et HB les 

S^* S* C °"f tan,eS d ' addilé Ka < HA » et Kb <«B) ^si que la conservation de 
matières pour les deux acides : 

HA4-H 2 0<=>A" + H 3 + 
HB + H 2 0«B" + H 3 + 

Ca = [HA] + [AT • 'm 

Cb=[HB] + [BT * m 

Diaprés l'énoncé Ca - [HA] et Cb = [HB]. 

«an . Ca Cb 

N.B. Kb est la constante d'acidité de l'acide HB et non pas la constante de basicité 

L J [h,0 + ] L J ^ Hj0+ 



D'autre part on a d'après l'électroneutralité de la solution : [H 3 0*] = [AI + JB1 

On remplace [AT et [BT par leurs expressions dans l'expression de [H 3 0*] et on obtient • 

r„ n+ -i Ka.Ca Kb.Cb r_ _ n . 

1 3 J ~ rïï^î + HUF\ * L H 3°1 = ^aCa.KbCb. 



[H 3 0*] ' [HjO*] 
5-a- Considérons l'équilibre hétérogène : 

Ag2Cr0 4(S) <» 2 Ag*aq + Cr0 4 2 'aq 

On appelle produit de solubilité du chromate d'argent l'expression suivante : 

P A R 2CKD 4 = [Ag*] 2 [Cr0 4 2 -] 

[Ag + ] et [CrOj-J sont les concentrations en ion g.L' 1 des ions Ag + et CtOf dans la 
solution en équilibre avec un excès de sel solide. 

-12- 



^ETUUP 



.com 



Appelons S, la solubilité de A 6 CrO, exprimée en mol.!/ 1 on a • 

[agi = 2S ion-g.L-' 
[CrOf]=S. ion-gl/' 

(2S) 2 .S = 4.10- |2 =5S =10 J, mol.L-'. 

b- On appelle constante d'instabilité ou de dissociation V A<„ 

d'action de masse relative a un é qui , ibre en cS ° n Ua éalTdlT, " TT 

dissociation de l'ion complexe. reaction dans le sens de la 

Exemp,e: *#*&** Af+aak 

Kd . [AB*][NH,] a 

[Ae(NH 3 )î] 
Si 1 on dissout 0.1 mole de AgCI par litre on a ■ 
[CTJ = 10" ion-g.L" et [ag^lO" 1 = lO" 10 =* [ag*] = 10"» mol.L" 1 

TaZtI l7 U ; 'V:° la,i,é ^ iMS ^ S ° nt C ° mP,CXéS M l *« Vm écrire 
LAg(NH 3 ) J_ 10 ,on-g.L' ce au, correspond à 2.10"' mol.L" 1 de NH 3 complexé La 

concentration de NH 3 libre est telle que: 

[NH 3 f = ^!^i] = 10-10- Q0 , 



Ag*J 10" 9 

soit [NH 3 ] = 10 0< = 2.5 mol.L-' 

II a donc fallu une solution à 7. *î + A*? ■•> i ™«i t •' j* 

chlorure d'argent d^sunTre de solution " amm ° maC " 0Ur di -^ 0., moles de 

6- Dans le mélange les concentrations de AeNO* et ào N-^rin «*** j- • ■ 

que le volume devient double. En particulier [Ag* 1 [C O^] = S M """* * *" PUÎS 

La solutton n'est pas saturée en AgCIO, et il n y a pas de palpitation 

W* NOI + 2 0H-^^J + H 2 R . oxyda(ion 

7. T ', Cr °'' +6e ' + 14&+ ^2^ + 7H 2 R.rfduction 

2-a- milieu acide 



,2+ _*, -5+ 



6.[Fe" + ^Fe 3+ + l e -J 



R.oxy dation 



La réaction bilan est: Réduction 



h- rt-n 2 - 



<5Fe 2 * + C10 3 +6H* ^ 6Fe 3+ + CI' +3H 2 

CrO?" f 6e- + 14 H+^ 2Cr» + 7H 2 R. réduction 

La réaction h, 3 " [S ° 2+2H2 ° * "*+* +2e ' ] _ »"«*•*» 

La reaction bilan est : 

CrO 2 " + 3S0 2 + 5H* — 3HSO; + 2Cr 3+ + H 2 
8-1- En solution acide, les équations des couples redox Clj/Cl" et C10H/C1 2 sont : 

Cl 2+ 2e-^ 2C l- R. réduction 



4ETUSUP 

.com 



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