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 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 :

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

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

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

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

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

Produit pharmaceutique : (9 points) Certains produits pharmaceutiques sont fabriqués à partir de l'éthanamine (l'éthylamine), de formule chimique $C_2H_5NH_2$, qui est une base selon Brönsted. On prépare une solution aqueuse $(S_B)$ d'éthanamine de concentration molaire $C_B = 2,0.10^{-2}\text{ mol.L}^{-1}$ et de $pH = 11,5$. Données : $pK_e = 14$ ; $10^{-0,5} \simeq 0,316$ ; $10^{0,5} \simeq 3,16$ ; $16^2 = 256$ ; $128 \div 6 \simeq 21$ Q56. La transformation chimique qui a eu lieu lors de la préparation de la solution $(S_B)$ est modélisée par l'équation :

$C_2H_5NH_{2(l)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons C_2H_5NH_{3(aq)}^+ + H_3O^+_{(aq)}$

$C_2H_5NH_{2(aq)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons C_2H_5NH_{3(aq)}^+ + HO^-_{(aq)}$

$C_2H_5NH_{2(aq)} + H_3O^+_{(aq)} \rightleftharpoons C_2H_5NH_{3(aq)}^+ + H_2O_{(l)}$

$C_2H_5NH_{2(aq)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons C_2H_5NH_{(aq)}^- + H_3O^+_{(aq)}$

$C_2H_5NH_{2(aq)} + HO^-_{(aq)} \rightleftharpoons C_2H_5NH_{(aq)}^- + H_2O_{(l)}$

Produit pharmaceutique : (9 points) Certains produits pharmaceutiques sont fabriqués à partir de l'éthanamine (l'éthylamine), de formule chimique $C_2H_5NH_2$, qui est une base selon Brönsted. On prépare une solution aqueuse $(S_B)$ d'éthanamine de concentration molaire $C_B = 2,0.10^{-2}\text{ mol.L}^{-1}$ et de $pH = 11,5$. Données : $pK_e = 14$ ; $10^{-0,5} \simeq 0,316$ ; $10^{0,5} \simeq 3,16$ ; $16^2 = 256$ ; $128 \div 6 \simeq 21$ Q57. L'expression du taux d'avancement final de la réaction est :

$\tau = \frac{10^{pH-pK_e}}{C_B}$

$\tau = \frac{10^{pK_e-pH}}{C_B}$

$\tau = \frac{10^{-pH}}{C_B - pK_e}$

Médecine Chimie 2021 - Question 4 of 20

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

On introduit, à $2 5^{\circ} C$ , dans un ballon une masse $m$ de carbonate de calcium $C a C O_{3 (s)}$ et on y verse à $t_{0} = 0$ , le volume $V_{A} = 158 mL$ d'une solution aqueuse d'acide lactique $C_{3} H_{6} O_{3 (a q)}$ de concentration molaire $C_{A} = 8, 0.1 0^{- 2} mol.L^{- 1}$ .

La transformation chimique qui se produit est modélisée par l'équation :
$C a C O_{3 (s)} + 2 C_{3} H_{6} O_{3 (a q)} ⟶ C O_{2 (g)} + C a_{(a q)}^{2 +} + 2 C_{3} H_{5} O_{3 (a q)}^{-} + H_{2} O_{(l)}$

La courbe ci-contre représente l'évolution de l'avancement de la réaction en fonction du temps $x = f (t)$ .

Données :
- temps de demi-réaction $t_{1/2} = 18 s$
- $V_{m} = 24 L.mol^{- 1}$ ; $M (C a C O_{3}) = 100 g.mol^{- 1}$

Q44. La valeur de l'avancement final de la réaction est :

x_{f} = 12, 6 mmol

x_{f} = 6, 32 mmol

x_{f} = 4, 3 mmol

x_{f} = 3 mmol

x_{f} = 1, 5 mmol