Étude cinétique d'une transformation chimique : (8 points) Un mélange de volume $V = 100\text{ mL}$ contient initialement $n_i(H_2O_2) = 3.10^{-3}\text{ mol}$ d'eau oxygénée, $n_i(I^-) = 5.10^{-3}\text{ mol}$ d'ions iodure et $n_i(H^+) = 4.10^{-2}\text{ mol}$ d'ions hydrogène. La réaction chimique qui se produit est modélisée par l'équation : $H_2O_{2(aq)} + 2I^-_{(aq)} + 2H^+_{(aq)} \longrightarrow I_{2(aq)} + 2H_2O_{(l)}$ Le suivi temporel de la formation de diiode $I_{2(aq)}$ a permis de tracer la courbe $[I_{2(aq)}] = f(t)$ ci-contre. Q43. La valeur de la vitesse volumique de réaction à $t_0 = 0$ est :

$v_0 = 1\text{ mmol.L}^{-1}\text{.min}^{-1}$

$v_0 = 2\text{ mmol.L}^{-1}\text{.min}^{-1}$

$v_0 = 3,5\text{ mmol.L}^{-1}\text{.min}^{-1}$

$v_0 = 5\text{ mmol.L}^{-1}\text{.min}^{-1}$

$v_0 = 10\text{ mmol.L}^{-1}\text{.min}^{-1}$

Acide acétylsalicylique : (7 points) L'acide acétylsalicylique de formule $C_9H_8O_4$, connu sous le nom d'aspirine est utilisé dans de nombreux médicaments pour ses propriétés antalgiques et anti-inflammatoires. On dissout un comprimé d'aspirine dans le volume $V = 100\text{ mL}$ d'eau pure pour obtenir une solution aqueuse $(S)$. La conductivité de la solution $(S)$ vaut $\sigma = 109\text{ mS.m}^{-1}$. La transformation chimique qui se produit est modélisée par l'équation : $C_9H_8O_{4(aq)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons C_9H_7O_{4(aq)}^- + H_3O^+_{(aq)}$ Données : - $\lambda_1 = \lambda_{C_9H_7O_{4(aq)}^-} = 3,6.10^{-3}\text{ S.m}^2\text{.mol}^{-1}$ ; $\lambda_2 = \lambda_{H_3O^+_{(aq)}} = 35,0.10^{-3}\text{ S.m}^2\text{.mol}^{-1}$ - On néglige l'effet des ions $HO^-_{(aq)}$ sur la conductivité de la solution $(S)$ - $M(C_9H_8O_4) = 180\text{ g.mol}^{-1}$ ; $K_e = 10^{-14}$ - $\log(2,82) = 0,45$ ; $2,82 \times 38,6 \simeq 109$ ; $9 \times 27,8 \simeq 250$ Q47. La valeur de la concentration molaire effective en ions oxonium dans la solution $(S)$ est :

$[H_3O^+_{(aq)}] = 2,82.10^{-3}\text{ mol.L}^{-1}$

$[H_3O^+_{(aq)}] = 1,41.10^{-3}\text{ mol.L}^{-1}$

$[H_3O^+_{(aq)}] = 3,86.10^{-2}\text{ mol.L}^{-1}$

$[H_3O^+_{(aq)}] = 1,93.10^{-2}\text{ mol.L}^{-1}$

$[H_3O^+_{(aq)}] = 1,09.10^{-4}\text{ mol.L}^{-1}$

Acide monochloroéthanoïque : (4 points) On considère une solution aqueuse $(S)$, d'acide monochloroéthanoïque de formule $ClCH_2COOH$, de volume $V$, de concentration molaire $C = 10^{-2}\text{ mol.L}^{-1}$ et de $pH = 2,43$. Données : $10^{0,57} = 3,7$ ; $10^{-0,43} = 0,37$ ; $10^{0,43} = 2,7$ Q52. Les concentrations molaires des espèces $ClCH_2COOH_{(aq)}$ et $ClCH_2COO^-_{(aq)}$ dans la solution $(S)$ vérifient l'égalité :

$[ClCH_2COOH_{(aq)}] = 5.[ClCH_2COO^-_{(aq)}]$

$[ClCH_2COOH_{(aq)}] = 2,5.[ClCH_2COO^-_{(aq)}]$

$[ClCH_2COOH_{(aq)}] = 1,7.[ClCH_2COO^-_{(aq)}]$

$[ClCH_2COOH_{(aq)}] = 10.[ClCH_2COO^-_{(aq)}]$

$[ClCH_2COOH_{(aq)}] = 12,5.[ClCH_2COO^-_{(aq)}]$

Système chimique en état d'équilibre : (6 points) On introduit initialement dans un bécher une solution aqueuse d'acide méthanoïque $HCO_2H_{(aq)}$ et une solution aqueuse d'éthanoate de sodium $Na^+_{(aq)} + CH_3CO_{2(aq)}^-$ . Les deux solutions ont même volume $V$ et même concentration molaire $C$. La transformation chimique qui se produit est modélisée par l'équation $HCO_2H_{(aq)} + CH_3CO_{2(aq)}^- \rightleftharpoons HCO_{2(aq)}^- + CH_3CO_2H_{(aq)}$ de constante d'équilibre $K = 10$. Données : - $K_{A1}(CH_3CO_2H_{(aq)} / CH_3CO_{2(aq)}^-) = 1,8.10^{-5}$ - $\sqrt{10} \simeq 3,16$ ; $76 \times 416 \simeq 3,16.10^4$ Q53. L'expression du taux d'avancement final à l'état d'équilibre du système est :

$\tau = \frac{1+\sqrt{K}}{\sqrt{K}}$

$\tau = \frac{\sqrt{K}}{1+\sqrt{K}}$

$\tau = \frac{1-\sqrt{K}}{\sqrt{K}}$

$\tau = \frac{1-\sqrt{K}}{1+\sqrt{K}}$

Médecine Chimie 2021 - Question 16 of 20

Produit pharmaceutique : (9 points)

Certains produits pharmaceutiques sont fabriqués à partir de l'éthanamine (l'éthylamine), de formule chimique $C_{2} H_{5} N H_{2}$ , qui est une base selon Brönsted.

On prépare une solution aqueuse $(S_{B})$ d'éthanamine de concentration molaire $C_{B} = 2, 0.1 0^{- 2} mol.L^{- 1}$ et de $p H = 11, 5$ .

Données : $p K_{e} = 14$ ; $1 0^{- 0, 5} ≃ 0, 316$ ; $1 0^{0, 5} ≃ 3, 16$ ; $1 6^{2} = 256$ ; $128 \div 6 ≃ 21$

Q56. La transformation chimique qui a eu lieu lors de la préparation de la solution $(S_{B})$ est modélisée par l'équation :

C_{2} H_{5} N H_{2 (l)} + H_{2} O_{(l)} ⇌ C_{2} H_{5} N H_{3 (a q)}^{+} + H_{3} O_{(a q)}^{+}

C_{2} H_{5} N H_{2 (a q)} + H_{2} O_{(l)} ⇌ C_{2} H_{5} N H_{3 (a q)}^{+} + H O_{(a q)}^{-}

C_{2} H_{5} N H_{2 (a q)} + H_{3} O_{(a q)}^{+} ⇌ C_{2} H_{5} N H_{3 (a q)}^{+} + H_{2} O_{(l)}

C_{2} H_{5} N H_{2 (a q)} + H_{2} O_{(l)} ⇌ C_{2} H_{5} N H_{(a q)}^{-} + H_{3} O_{(a q)}^{+}

C_{2} H_{5} N H_{2 (a q)} + H O_{(a q)}^{-} ⇌ C_{2} H_{5} N H_{(a q)}^{-} + H_{2} O_{(l)}