On étudie la cinétique de la réaction d'une solution aqueuse de peroxodisulfate de potassium K₂S₂O₈ sur une solution d'iodure de potassium KI. A la date t=0, on mélange 500 mL d'une solution aqueuse de peroxodisulfate de potassium de concentration molaire C₁=0,015 mol/L avec 500 mL d'une solution de KI de concentration C₂.

A différentes dates on effectue des prélevements que l'on refroidit dans la glace fondante. On dose ensuite le diiode formé.

21/25 = 0,84 ; couple redox : S₂O₈^2- / SO₄^2- et I₂/ I^-.

 

1. Pour que les réactifs soient en proportions stoéchiométriques C₂ doit être égale à 0,015 mol/L.
2. L'opération de refroidissement effectuée juste après les prélèvements s'appelle une trempe.
3. La vitesse volumique de formation du diiode à la date t= 25 min est égale à 8,4 mol L^-1 min^-1.
4. Les réactifs sont introduits en proportions stoéchiométriques : lorsque la réaction est terminée, la concentration du diiode n'est pas égale à 6 mmol/L.

On étudie la cinétique de la réaction entre l'ion permanganate MnO₄^- et l'acide oxalique H₂C₂O₄. On observe un dégagement de CO₂.

 

1. Cette réaction ne peut avoir lieu qu'en milieu basique.
2. Il s'agit d'une autocatalyse.
3. La vitesse de formation de Mn²⁺ est maximale à l'instant initial t=0.
4. La vitesse volumique maximale de formation de l'ion Mn²⁺ est inférieure à 10^-4 mol L^-1 s^-1.

Le peroxyde d'hydrogène appelé couramment eau oxygénée est un antiseptique. Au cours du temps, la teneur en H₂O₂ d'un flacon d'eau oxygénée diminue car les molécules se transforment lentement en eau et dioxygène. H₂O₂ --> ½O₂ + H₂O.

1. Cette réaction est une réaction d'oxydo-réduction appelée dismutation.
2. Lors de sa fabrication une bouteille d'eau oxygénée contient 0,56 mol de H₂O₂ . Lors de son utilisation un an plus tard, elle n'en contient plus que 0,53 mol.
   -La vitesse moyenne de disparition des molécules d'H₂O₂ est égale à 5 10^-3 mol /mois.
3. Dans les conditions de l'expérience, on considère que le volume molaire est égal à 24 L/mol. Un mois après la fabrication, le volume de dioxygène dégagé est de 30 mL
4. Pour la désinfection des lentilles cornéennes, on place dans un récipient, un disque platiné et de l'eau oxygénée. On observe instantanément la formation de petites bulles. Le platine joue le rôle de catalyseur.

On dispose d'hydroxyde de sodium en pastilles. Chaque pastille a une masse de 0,1 g. On souhaite réaliser 1 litre d'une solution d'hydroxyde de sodium S₀ de concentration C₀= 0,1 mol/L. ( Na = 23 ; O= 16 ; H= 1 g/mol)

1. Il faut 40 pastilles pour préparer S₀.
2. Il faut 12 mL de la solution S₀ pour préparer 12 mL de la solution S₁ d'hydroxyde de sodium de pH=12.
3. Le pH d'une solution basique augmente quand la concentration des ions hydroxydes augmente.
4. Soient les solutions : S₀ telle que [HO^-]=0,1 mol/L ; S₁ de pH=12 ; S₂ telle que [H₃O⁺]=10^-11 mol/L
   - S₀, S₁, S₂ sont classées dans cet ordre par basicité décroissante.

On dispose de trois solutions d'acide chlorhydrique notées S₁, S₂, S₃ et de trois indicateurs colorés.

indicateur coloré	teinte acide	teinte basique	zone de virage (pH)
bleu de bromocrésol	jaune	bleu	3,8 - 5,4
hélianthine	rouge	jaune	3,1 - 4,4
rouge de métacrésol	rouge	jaune	1,2 - 2,8

On prépare trois tubes à essais contenant S₁ et dans chaque tube, on ajoute une goutte d'un des indicateurs colorés. On procède de même pour les solutions S₂ et S₃. Les observations sont regroupées ci-dessous :

	bleu de bromocrésol	hélianthine	rouge de métacrésol
solution S1	jaune	rouge	orange
solution S2	jaune	orange	jaune
solution S3	bleu	jaune	jaune

1. La solution S₃ est basique.
2. Le pH de la solution S₂ est compris entre 3,1 et 3,8.
3. On sait que l'une des solutions a un ph de1,5.
   - Cette solution est la solution S₁.
4. Dans la solution de pH=1,5 la concentration des ions hydroxydes est 3,2 10^-12 mol/L.

pKe = 14 ; log 3,2 = 0,5 ; 1/3,2 = 0,32.

On dose un volume V= 30 mL d'une solution aqueuse d'acide méthanoïque HCOOH de concentration C_a, puis un volume V' = 20 mL d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration C_a' = 0,1 mol/L par une solution d'hydroxyde de sodium de concentration C_b. Au cours du dosage on suit l'évolution du pH du milieu en fonction du volume V_b de solution de soude versée.

1. La courbe 1 correspond au dosage de l'acide méthanoïque.
2. La concentration de la solution de soude est C_b= 0,1 mol/L.
3. La concentration de la solution d'acide méthanoïque est C_a = 0,15 mol/L
4. Le pKa de l'acide méthanoïque est de 1,5 environ.

Le lactose contenu dans le lait se transforme en acide lactique CH₃-CHOH-COOH en présence de bactéries. Un degré Dornic ou °D représente 0,1 g d'acide lactique par litre de lait. Pour être consommable l'acidité ne doit pas dépasser 18°D.

On effectue lke dosage de 20 mL de lait par une solution d'hydroxyde de sodium de concentration 0,05 mol/L. Un logiciel permet d'obtenir les graphes ci-dessous :
- variation du pH en fonction du volume de soude versé

- pourcentage des espèces chimiques du couple acide lactique (noté AH) et de sa base conjuguée (noté A^-) en fonction du volume de soude versé.

1. L'espèce AH correspond à la courbe 3.
2. La concentration molaire du lait en acide lactique est 0,03 mol/L
3. Le lait utilisé est frais.(C=12 ; O=16 ; H=1 g/mol)
4. Pour trouver la valeur du pKa du couple auquel appartient l'acide lactique, on peut utiliser les courbes 2 et 3 et chercher le point où [AH]=[A^-]

On dissout 210 mg de fluorure de sodium solide NaF dans l'eau distillée de façon à obtenir 100 mL de solution. Le pH de la solution ainsi obtenue est 7,9.

1. La concentration en ion sodium Na⁺ de la solution est 5 10^-3 mol/L.
2. L'ion sodium est responsable de la bacisité du milieu.
3. La base présente en solution est une base faible.
4. Une solution d'ammoniac NH₃ de même concentration a un pH de 10,9. Le couple NH₄⁺/NH₃ a un pKa de 9,2.
   - Le pKa du couple présent dans la solution de fluorure de sodium est inférieur à 9,2.

L'étiquette d'un vinaigre de cidre porte l'indication : 5°. On rappelle que le degré d'un vinaigre est la masse d'acide éthanoïque H₃C-COOH pur contenue dans 100 g de vinaigre. rvinaigre = 1000 kg/m³. Masse molaire acide éthanoïque = 60 g/mol.

On dilue ce vinaigre au dixième, on prélève 25 mL de la solution obtenue auxquels on ajoute quelques gouttes de phénolphtaléine et on titre ce prélevement avec de la soude à 0,2 mol/L. Le virage de l'indicateur coloré a lieu pour un volume de base égal à V_b= 10,4 mL.

indicateur coloré	teinte acide	zone de virage	teinte basique
phénolphtaléine	incolore	8,2 - 10	rose

1. L'indication de l'étiquette concernant le vinaigre est correcte.
2. Pour effectuer la dilution, on utilise une éprouvette graduée.
3. L'indicateur coloré vire du rose à l'incolore au cours du dosage.
4. A l'équivalence, le pH est supérieur à 7.

Le pH du sang artériel est de 7,4. Comme ma plupart des milieux biologiques le pH du sang est régulé par des couples acide/base. Les principaux couples intervenant dans le sang sont : CO₂ (aq) / HCO₃^- pKa₁ = 6,3 à 37°C et H₂PO₄^- / HPO₄^2- pKa2 = 6,8 à 37°C.

à 37°C pKe = 13,72 ; [H₂PO₄^-]=5 10^-4 mol/L ; log 2 = 0,3 et log 5 = 0,7.

1. Le pH du sang est basique
2. L'ion HCO₃^- est un ampholyte.
3. Parmi les espèces chimiques citées, une des espèces prépondérantes dans le sang artériel est H₂PO₄^-.
4. [HPO₄^2-]=2 10^-3 mol/L

citronnellal et isopulégol : M=154 g/mol ; 1000 / 154 = 6,5 ; 1000 / 0,85 = 1180 ; 154*0,85 = 131 ; 1180 / 154 = 7,6.

1. Le citronnellal est un alcool.
2. Le citronnellal présente la possibilité d'isomérie Z/E.
3. Le citronnellal a un carbone asymétrique.
4. Chauffé en milieu acide le citronnellal se transforme en isopulégol. Le rendement de la réaction est 0,85%.
   - Pour produire 1 t d'isopulégol il faut environ 7600 mol de citronnellal.

Par réaction entre l'acide gallique A et le propan-1-ol on obtient le gallate de propyle B qui est un antioxydant.

masse molaire A = 170 g/mol ; masse molaire B= 212 g/mol ;

1. Cette réaction est lente.
2. On peut préparer B avec l'anhydride propanoïque et un alcool convenablement choisi.
3. Le propan-1-ol possède deux stéréoisomères.
4. A partir de 1,7 g d'acide gallique, enprésence d'alcool en excès, on obtient 1,27 g d'ester

1. L'acétyleugénol peut être obtenu à partir d'acide éthanoïque et d'eugénol
2. On souhaite analyser l'huile essentielle de clou de girofle. On réalise pour cela une chromatographie sur couche mince CCM. On dépose sur la plaque, sur la ligne de base en 1 , une goutte d'eugénol, en 2 une goutte d'acétyleugénol et en 3 une goutte d'huile essentielle de clou de girofle. On réalise la révélation appropriée.

   - L'huile de clou de girofle contient de l'eugénol, de l'acétyleugénol et d'autre(s) composant(s)

3. Le rapport frontal R_f de l'eugénol est proche de 0,3.
4. A partir de 40 g de clous de girofle, on obtient 2 g d'eugénol pur. sachant que le clou de girofle contient 15% en masse d'eugénol, le rendement de l'opération est égal à 33%.

Dans un ballon équipé d'un agitateur magnétique et d'un réfrigérant ascendant on introduit :

- 89 g de lard, que l'on considérera comme étant le tristéarate de glycéryle

- 100 mL d'éthanol et de la soude en excès.

On chauffe à reflux pendant 20 minutes. On laisse refroidir puis on ajoute le contenu du ballon dans 250 mL d'une solution saturée de chlorure de sodium. On filtre sous vide sur un filtre Büchner et on rince le solide obtenu à l'eau froide. On pèse enfin le solide, après séchage. Sa masse est 73,5 g.

1. L'éhanol est un catalyseur de la réaction de saponification.
2. La masse molaire de l'espèce chimique obtenue est 283 g/mol ( C=12 ; H=1 ; O=16 ; Na=23 g/mol).
3. La solution saturée de chlorure de sodium permet d'éliminer l'excès de soude.
4. Le rendement est de 80% (73,5 / 91,8 = 0,80).

On synthétyse le méthanoate d'éthyle par une réaction d'estérification en milieu sulfurique entre l'acide méthanoïque HCOOH et l'alcool éthylique C₂H₅OH. On introduit dans le mélange réactionnel 23 mL d'acide méthanoïque, 23 mL d'éthanol, 5 mL d'acide sulfurique concentré et quelques grains de pierre ponce. En fin de réaction on récupère 32 mL d'ester.

espèces chimiques	masse molaire (g/mol)	densité	température d'ébullition
acide méthanoïque	46	1,2	100,7
éthanol	46	0,8	78
méthanoate d'éthyle	74	0,9	54,5

1. L'acide méthanoïque est le réactif limitant.
2. le montage ci-dessous convient pour séparer l'ester des autres espèces chimiques présentes dans le milieu réactionnel.
3. Le chauffage du mélange réactionnel permet d'augmenter la cinétique de la réaction.
4. Le rendement de la réaction est proche de 100%.

    

On souhaite doser l'aspirine commerciale. Pour cela on dissout un comprimé dans 50 mL d'eau. On complète à 100 mL avec de l'eau pure et on dose 10 mL de la solution ainsi obtenue avec de l'hydroxyde de sodium à 0,01 mol/L

masse molaire de l'aspirine M=180 g/mol.

1. L'aspirine possède une fonction ester.
2. Le pka de l'aspirine est 7,92
3. Le dosage acido-basique peut indifféremment se faire à chaud ou à froid.
4. Le comprimé est un comprimé d'aspirine 500.