Suivi temporel d'une transformation chimique : (6 points) On introduit dans un ballon, une quantité de poudre de Zinc, et on y verse à un volume V = 75mL d'une solution aqueuse d'acide sulfurique. La réaction qui se produit a pour équation: $\text{Zn}_{(\text{s})} + \text{2H}_2\text{O}_{(\text{aq})} \rightarrow \text{Zn}^{2+}_{(\text{aq})} + \text{H}_{2(\text{g})} + \text{2H}_2\text{O}_{(\text{l})}$ La courbe ci-contre représente les variations de l'avancement x de la réaction en fonction du temps. Données: La vitesse volumique moyenne d'une réaction a pour expression : $\text{v}_{\text{moy}} = \frac{1}{\text{V}} \frac{\Delta\text{x}}{\Delta\text{t}}$ ; (avec V volume total du mélange). $3375 \times 35 \approx 1,19.10^5$ ; $75 \times 45 \approx 3375$ Q41. L'avancement final $\text{x}_f$ vaut:

$\text{x}_f = 29,8 \text{ mmol}$

$\text{x}_f = 28,5 \text{ mmol}$

$\text{x}_f = 27,8 \text{ mmol}$

$\text{x}_f = 25,6 \text{ mmol}$

$\text{x}_f = 20,8 \text{ mmol}$

Évolution temporel d'un système chimique : (9 points) À $\text{t}_0 = 0$ on ajoute un volume d'eau oxygénée à un volume d'une solution de permanganate de potassium acidifié. L'eau oxygénée $\text{H}_2\text{O}_{2(\text{l})}$ est oxydée par les ions permanganate $\text{MnO}_{4(\text{aq})}^-$ selon l'équation: $\text{5H}_2\text{O}_{2(\text{l})} + \text{2MnO}_{4(\text{aq})}^- + \text{6H}_{(\text{aq})}^+ \rightarrow \text{5O}_{2(\text{g})} + \text{2Mn}^{2+}_{(\text{aq})} + \text{8H}_2\text{O}_{(\text{l})}$ Le tableau ci-dessous présente l'évolution temporelle de la concentration des ions $\text{Mn}^{2+}_{(\text{aq})}$. t(min) 0 4 8 14 24 44 66 100 120 $[\text{Mn}^{2+}_{(\text{aq})}]$ (mol.L⁻¹) 0 0,10 0,20 0,28 0,40 0,50 0,54 0,56 0,56 Données : Volume molaire $\text{V}_{\text{m}} = 24 \text{ L.mol}^{-1}$ ; Volume du mélange : $\text{V} = 10\text{mL}$ ; $\text{H}_2\text{O}_{2(\text{l})}$ : réactif limitant. Q44. Les couples (ox/réd) participant à cette réaction sont :

$\text{MnO}_{4(\text{aq})}^- / \text{Mn}^{2+}_{(\text{aq})}$ et $\text{H}_2\text{O}_{2(\text{l})} / \text{O}_{2(\text{g})}$

$\text{MnO}_{4(\text{aq})}^- / \text{Mn}^{2+}_{(\text{aq})}$ et $\text{O}_{2(\text{g})} / \text{H}_2\text{O}_{2(\text{l})}$

$\text{Mn}^{2+}_{(\text{aq})} / \text{MnO}_{4(\text{aq})}^-$ et $\text{O}_{2(\text{g})} / \text{H}_2\text{O}_{2(\text{l})}$

$\text{MnO}_{4(\text{aq})}^- / \text{Mn}^{2+}_{(\text{aq})}$ et $\text{H}_2\text{O}_{(\text{l})} / \text{H}_{(\text{aq})}^+$

$\text{MnO}_{4(\text{aq})}^- / \text{Mn}^{2+}_{(\text{aq})}$ et $\text{H}_2\text{O}_{(\text{l})} / \text{H}_2\text{O}_{2(\text{l})}$

Évolution temporel d'un système chimique : (9 points) À $\text{t}_0 = 0$ on ajoute un volume d'eau oxygénée à un volume d'une solution de permanganate de potassium acidifié. L'eau oxygénée $\text{H}_2\text{O}_{2(\text{l})}$ est oxydée par les ions permanganate $\text{MnO}_{4(\text{aq})}^-$ selon l'équation: $\text{5H}_2\text{O}_{2(\text{l})} + \text{2MnO}_{4(\text{aq})}^- + \text{6H}_{(\text{aq})}^+ \rightarrow \text{5O}_{2(\text{g})} + \text{2Mn}^{2+}_{(\text{aq})} + \text{8H}_2\text{O}_{(\text{l})}$ Le tableau ci-dessous présente l'évolution temporelle de la concentration des ions $\text{Mn}^{2+}_{(\text{aq})}$. t(min) 0 4 8 14 24 44 66 100 120 $[\text{Mn}^{2+}_{(\text{aq})}]$ (mol.L⁻¹) 0 0,10 0,20 0,28 0,40 0,50 0,54 0,56 0,56 Données : Volume molaire $\text{V}_{\text{m}} = 24 \text{ L.mol}^{-1}$ ; Volume du mélange : $\text{V} = 10\text{mL}$ ; $\text{H}_2\text{O}_{2(\text{l})}$ : réactif limitant. Q45. La valeur du temps de demi-réaction est :

$\text{t}_{1/2} = 10 \text{ min}$

$\text{t}_{1/2} = 14 \text{ min}$

$\text{t}_{1/2} = 24 \text{ min}$

$\text{t}_{1/2} = 44 \text{ min}$

$\text{t}_{1/2} = 60 \text{ min}$

Évolution temporel d'un système chimique : (9 points) À $\text{t}_0 = 0$ on ajoute un volume d'eau oxygénée à un volume d'une solution de permanganate de potassium acidifié. L'eau oxygénée $\text{H}_2\text{O}_{2(\text{l})}$ est oxydée par les ions permanganate $\text{MnO}_{4(\text{aq})}^-$ selon l'équation: $\text{5H}_2\text{O}_{2(\text{l})} + \text{2MnO}_{4(\text{aq})}^- + \text{6H}_{(\text{aq})}^+ \rightarrow \text{5O}_{2(\text{g})} + \text{2Mn}^{2+}_{(\text{aq})} + \text{8H}_2\text{O}_{(\text{l})}$ Le tableau ci-dessous présente l'évolution temporelle de la concentration des ions $\text{Mn}^{2+}_{(\text{aq})}$. t(min) 0 4 8 14 24 44 66 100 120 $[\text{Mn}^{2+}_{(\text{aq})}]$ (mol.L⁻¹) 0 0,10 0,20 0,28 0,40 0,50 0,54 0,56 0,56 Données : Volume molaire $\text{V}_{\text{m}} = 24 \text{ L.mol}^{-1}$ ; Volume du mélange : $\text{V} = 10\text{mL}$ ; $\text{H}_2\text{O}_{2(\text{l})}$ : réactif limitant. Q46. Le volume du dioxygène formé à l'instant $\text{t} = 24 \text{ min}$ vaut :

$\text{v} = 48.10^{-2}\text{ L}$

$\text{v} = 4,8.10^{-2}\text{ L}$

$\text{v} = 36.10^{-2}\text{ L}$

$\text{v} = 12.10^{-2}\text{ L}$

$\text{v} = 24.10^{-2}\text{ L}$

Évolution temporel d'un système chimique : (9 points) À $ ext{t}_0 = 0$ on ajoute un volume d'eau oxygénée à un volume d'une solution de permanganate de potassium acidifié. L'eau oxygénée $ ext{H}_2 ext{O}_{2( ext{l})}$ est oxydée par les ions permanganate $ ext{MnO}_{4( ext{aq})}^-$ selon l'équation: $ ext{5H}_2 ext{O}_{2( ext{l})} + ext{2MnO}_{4( ext{aq})}^- + ext{6H}_{( ext{aq})}^+ ightarrow ext{5O}_{2( ext{g})} + ext{2Mn}^{2+}_{( ext{aq})} + ext{8H}_2 ext{O}_{( ext{l})}$ Le tableau ci-dessous présente l'évolution temporelle de la concentration des ions $ ext{Mn}^{2+}_{( ext{aq})}$. t(min) 0 4 8 14 24 44 66 100 120 $[ ext{Mn}^{2+}_{( ext{aq})}]$ (mol.L⁻¹) 0 0,10 0,20 0,28 0,40 0,50 0,54 0,56 0,56 Données : Volume molaire $ ext{V}_{ ext{m}} = 24 ext{ L.mol}^{-1}$ ; Volume du mélange : $ ext{V} = 10 ext{mL}$ ; $ ext{H}_2 ext{O}_{2( ext{l})}$ : réactif limitant. Q47. La quantité de matière initiale de l'eau oxygénée vaut:

$ ext{n}_0 = 5,6.10^{-2} ext{ mol}$

$ ext{n}_0 = 2,8.10^{-3} ext{ mol}$

$ ext{n}_0 = 1,4.10^{-2} ext{ mol}$

$ ext{n}_0 = 1,4.10^{-3} ext{ mol}$

$ ext{n}_0 = 2,8.10^{-2} ext{ mol}$

Solution aqueuse d'acide éthanoïque : (4 points) On considère une solution aqueuse (S) d'acide éthanoïque de concentration $\text{C} = 10^{-2} \text{ mol.L}^{-1}$. La mesure de la conductivité de la solution (S) a donné $\sigma = 1,56.10^{-2} \text{ S.m}^{-1}$. Données : $\lambda_{\text{H}^+} = \lambda_{\text{CH}_3\text{COO}^-} = 35\text{mS.m}^2.\text{mol}^{-1}$ ; $\lambda = \lambda_{\text{CH}_3\text{COO}^-} = 4\text{mS.m}^2.\text{mol}^{-1}$ ; $\log2 = 0,3$ On définit le taux d'avancement final par la relation: $\text{r} = \frac{\text{x}_f}{\text{x}_{max}}$ Q48. La concentration des ions oxonium dans cette solution est :

$[\text{H}_3\text{O}_{(\text{aq})}^+] = 8.10^{-4} \text{ mol.L}^{-1}$

$[\text{H}_3\text{O}_{(\text{aq})}^+] = 4.10^{-4} \text{ mol.L}^{-1}$

$[\text{H}_3\text{O}_{(\text{aq})}^+] = 2.10^{-4} \text{ mol.L}^{-1}$

$[\text{H}_3\text{O}_{(\text{aq})}^+] = 4.10^{-5} \text{ mol.L}^{-1}$

$[\text{H}_3\text{O}_{(\text{aq})}^+] = 8.10^{-5} \text{ mol.L}^{-1}$

Étude d'un comprimé d'ibuprofène : (3 points) On dissout un comprimé d'ibuprofène dans un volume $\text{V}_0$ d'eau pour obtenir une solution aqueuse (S). On titre la solution (S) par une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium de concentration $\text{C}_\text{B} = 0,20 \text{ mol.L}^{-1}$. Le volume versé à l'équivalence est $\text{V}_{\text{B,E}} = 9,7 \text{ mL}$. Donnée: $\text{M}(\text{ibuprofène}) = 206 \text{ g.mol}^{-1}$. Q51. La masse d'ibuprofène contenue dans le comprimé étudié vaut :

$m_{\text{ibu}} = 0,4 \text{ mg}$

$m_{\text{ibu}} = 4 \text{ mg}$

$m_{\text{ibu}} = 4.10^{-2} \text{ mg}$

$m_{\text{ibu}} = 400 \text{ mg}$

$m_{\text{ibu}} = 500 \text{ mg}$

Q53. Les valeurs de l'avancement maximal de la réaction et du pH du milieu réactionnel pour le volume V = 8,2 mL sont :

$x_f = 8,2.10^{-4} \text{ mol}$ $\text{pH} = 4$

$x_f = 4,2.10^{-4} \text{ mol}$ $\text{pH} = 4,8$

$x_f = 4,2.10^{-4} \text{ mol}$ $\text{pH} = 4$

$x_f = 6,2.10^{-4} \text{ mol}$ $\text{pH} = 5$

$x_f = 8,2.10^{-4} \text{ mol}$ $\text{pH} = 4,8$

Solution aqueuse d'acide benzoïque : (6 points) Le pH d'une solution aqueuse (S) d'acide benzoïque de volume $\text{V} = 1\text{L}$ et de concentration $\text{C} = 0,1\text{mol.L}^{-1}$, à $25^{\circ}\text{C}$, est $\text{pH} = 2,6$. Données: $10^{0,4} = 2,5$ ; $10^{0,7} = 5$ ; $10^{0,8} = 6,3$ ; $1-10^{-1,6} \approx 1$ Q54. L'avancement final $\text{x}_f$ de la réaction de l'acide benzoïque avec l'eau est:

$x_f = 2,5.10^{-3} \text{ mol}$

$x_f = 1,4.10^{-1} \text{ mol}$

$x_f = 2,5.10^{-2} \text{ mol}$

Solution aqueuse d'acide benzoïque : (6 points) Le pH d'une solution aqueuse (S) d'acide benzoïque de volume $\text{V} = 1\text{L}$ et de concentration $\text{C} = 0,1\text{mol.L}^{-1}$, à $25^{\circ}\text{C}$, est $\text{pH} = 2,6$. Données: $10^{0,4} = 2,5$ ; $10^{0,7} = 5$ ; $10^{0,8} = 6,3$ ; $1-10^{-1,6} \approx 1$ Q55. La constante d'acidité $\text{K}_\text{A}$ du couple ($\text{CH}_3\text{COOH}_{(\text{aq})} / \text{CH}_3\text{COO}_{(\text{aq})}^-$) a pour expression:

$\text{K}_\text{A} = \frac{10^{-\text{pH}}}{\text{C}-10^{-\text{pH}}}$

$\text{K}_\text{A} = \frac{10^{-2\text{pH}}}{\text{C}(1-10^{-\text{pH}})}$

$\text{K}_\text{A} = \frac{10^{-2\text{pH}}}{\text{C}-10^{-\text{pH}}}$

$\text{K}_\text{A} = \frac{\text{C}.10^{-2\text{pH}}}{1-10^{-\text{pH}}}$

$\text{K}_\text{A} = \frac{10^{-\text{pH}}}{\text{C}-10^{-2\text{pH}}}$

Solution aqueuse d'ammoniac : (5 points) La mesure du pH d'une solution aqueuse (S) d'ammoniac de concentration C, a donné pH = 10,3. Pour cette solution : $\log\frac{[\text{NH}_4^+]}{[\text{NH}_3]} = 1,1$ Q57. Le taux d'avancement final de la réaction qui se produit a pour expression:

$\tau = \frac{10^{-\text{pH}}}{\text{C.K}_e}$

$\tau = \frac{10^{\text{pH}}}{\text{C.K}_e}$

$\tau = \frac{10^{-\text{pH}}.\text{K}_e}{\text{C}}$

$\tau = \frac{10^{\text{pH}}.\text{K}_e}{\text{C}}$

$\tau = \frac{\text{C}.10^{\text{pH}}}{\text{K}_e}$

Réaction d'acide lactique avec l'hydroxyde de sodium : (5 points) On ajoute au volume $\text{V}_\text{A} = 20\text{mL}$ d'une solution aqueuse d'acide lactique $\text{C}_3\text{H}_6\text{O}_3$ de concentration $\text{C}_\text{A} = 3.10^{-2} \text{ mol.L}^{-1}$, le volume $\text{V}_\text{B} = 10\text{mL}$ d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium de concentration $\text{C}_\text{B} = 1,5.10^{-2} \text{ mol.L}^{-1}$. Le pH du mélange est $\text{pH} = 3,3$. Donnée: $10^{-10,7} = 2.10^{-11}$ Q59. L'avancement final $\text{x}_f$ de la réaction qui a eu lieu a pour expression:

$x_f = C_B V_B - (V_A+V_B).10^{pH-pK_A}$

$x_f = C_A V_A - (V_A+V_B).10^{pH-pK_A}$

$x_f = C_B V_B + (V_A+V_B).10^{pH-pK_A}$

$x_f = C_A V_A + (V_A+V_B).10^{pH-pK_A}$

$x_f = C_A V_A + (V_A+V_B).10^{pK_A-pH}$

Réaction d'acide lactique avec l'hydroxyde de sodium : (5 points) On ajoute au volume $ ext{V}_ ext{A} = 20 ext{mL}$ d'une solution aqueuse d'acide lactique $ ext{C}_3 ext{H}_6 ext{O}_3$ de concentration $ ext{C}_ ext{A} = 3.10^{-2} \text{ mol.L}^{-1}$, le volume $ ext{V}_ ext{B} = 10\text{mL}$ d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium de concentration $ ext{C}_ ext{B} = 1,5.10^{-2} \text{ mol.L}^{-1}$. Le pH du mélange est $\text{pH} = 3,3$. Donnée: $10^{-10,7} = 2.10^{-11}$ Q60. La valeur de la concentration $[\text{C}_3\text{H}_5\text{O}_{3(\text{aq})}^-]$ est:

$[\text{C}_3\text{H}_5\text{O}_{3(\text{aq})}^-] = 5.10^{-2} \text{ mol.L}^{-1}$

$[\text{C}_3\text{H}_5\text{O}_{3(\text{aq})}^-] = 2.10^{-2} \text{ mol.L}^{-1}$

$[\text{C}_3\text{H}_5\text{O}_{3(\text{aq})}^-] = 1,5.10^{-2} \text{ mol.L}^{-1}$

$[\text{C}_3\text{H}_5\text{O}_{3(\text{aq})}^-] = 5.10^{-3} \text{ mol.L}^{-1}$

$[\text{C}_3\text{H}_5\text{O}_{3(\text{aq})}^-] = 1,5.10^{-4} \text{ mol.L}^{-1}$

Médecine Chimie 2020 - Question 1/20

Suivi temporel d'une transformation chimique : (6 points)

On introduit dans un ballon, une quantité de poudre de Zinc, et on y verse à un volume V = 75mL d'une solution aqueuse d'acide sulfurique. La réaction qui se produit a pour équation: $Zn_{(s)} + 2H_{2} O_{(aq)} \to Zn_{(aq)}^{2 +} + H_{2 (g)} + 2H_{2} O_{(l)}$

La courbe ci-contre représente les variations de l'avancement x de la réaction en fonction du temps.

Données:

La vitesse volumique moyenne d'une réaction a pour expression : $v_{moy} = \frac{1}{V} \frac{Δ x}{Δ t}$ ; (avec V volume total du mélange).
$3375 \times 35 \approx 1, 19.1 0^{5}$ ; $75 \times 45 \approx 3375$

Q41. L'avancement final

x_{f}

vaut:

x_{f} = 29, 8 mmol

x_{f} = 28, 5 mmol

x_{f} = 27, 8 mmol

x_{f} = 25, 6 mmol

x_{f} = 20, 8 mmol