Chapitre 2 Correction des exercices

Exercice 19 p 20 Présentation des données : nS = 2,5.10-2 mol VS = 1,00.10-1 L VS’’ = 1,50.10-1 L 1) La formule de l'ion phosphate est PO43-. 2) Lors de la dissolution, les espèces ioniques présentes dans le cristal se séparent. Ils se forment des ions phosphate de formule PO43- et des ions sodium de formule Na+. Na3PO4(s)→3 Na+(aq) +PO43-(aq) 3) La concentration molaire c du soluté se calcule en divisant la quantité de matière de soluté n par le volume V de solution obtenue : cS = nS / VS A.N. : cS = 2,5.10-2 / 1,00.10-1 = 2,5.10-1 mol.L-1 4) Vous pouvez procéder soit par raisonnement soit en construisant un tableau descriptif comme dans le cours. Raisonnement : lorsqu'une mole de soluté se dissout, il se forme 3 moles d'ions sodium et une mole d'ions phosphate. [Na+] = 3 cS = 3 x 2,5.10-1 = 7,5.10-1 mol.L-1 [PO43-] = cS = 2,5.10-1 mol.L-1

Construction simplifiée du tableau d’avancement Équation Na3PO4(s)→ 3 Na+(aq) + PO43-(aq) E.I. n 0 0 E.F. 0 3n n [Na+] = 3 n / V = 3 cS = 3 x 2,5.10-1 = 7,5.10-1 mol.L-1 [PO43-] = n / V = cS = 2,5.10-1 mol.L-1 5) a - Le volume final de la nouvelle solution est Vs' avec VS' = VS + VS’’ = 1,00.10-1 + 1,50.10-1 = 2,50.10-1 L cS' = nS / VS' = 2,5.10-2 / 2,5.10-1 = 1,0.10-1 mol.L-1 b - Le raisonnement ou le tableau descriptif est le même avec n' à la place de n et nous obtenons comme nouvelles concentrations : [Na+]' = 3 cS' = 3 x 1,0.10-1 = 3,0.10-1 mol.L-1 [PO43-]' = cS' = 1,0.10-1 mol.L-1

Exercice 25 Présentation des données : cS = 0,30 mol.L-1= 3,0.10-1 mol.L-1 VS = 250 mL = 2,50.10-1 L 1) Sédatif : calmant qui modère l'activité fonctionnelle exagérée d'un organe. 2) Lors de la dissolution, les espèces ioniques présentes dans le cristal se séparent. Ils se forment des ions bromure de formule Br- et des ions potassium de formule K+ : KBr(s)→K+(aq)+Br-(aq) 3) n(KBr) = m(KBr) / M(KBr) = cS . VS m(KBr) = cS x VS x M(KBr) Calcul de la masse molaire moléculaire de bromure de potassium : M(KBr) = M(K) + M(Br) = 39,1 + 79,9 = 119,0 g.mol-1 A.N. : m(KBr) = 3,0.10-1 x 2,50.10-1 x 119,0 = 8,9 g 4) Voir T.P. 5) Raisonnement : chaque mole de soluté se dissolvant produit une mole d'ions bromure et une mole d'ions potassium. [K+] = [Br-] = cS = 3,0.10-1 mol.L-1

Exercice 31 Présentation des données : m(Ca(HO)2) = 0,185 g VS = 100 mL = 1,00.10-1 L 1) Lors de la dissolution, les espèces ioniques présentes dans le cristal se séparent. Ils se forment des ions hydroxyde de formule HO- et des ions calcium de formule Ca2+ : Ca(HO)2(s)→Ca2+(aq)+ 2 HO-(aq) 2) cm(Ca(HO)2) = m(Ca(HO)2) / VS = 0,185 / 1,00.10-1 = 1,85 g.L-1 3) Démonstration sans indice : cm = m / V et m = n x M cm = (n x M) / V = c x M d’où c = cm / M 4) c(Ca(HO)2) = cm(Ca(HO)2) / M(Ca(HO)2) Calcul de la masse molaire moléculaire de l'hydroxyde de calcium M(Ca(HO)2) = M(Ca) +2 M(H) + 2 M(O) = 40,1 + 2 x 1,0 + 2 x 16,0 M(Ca(HO)2) = 7,41.101 g.mol-1 c(Ca(HO)2) = 1,85 / 7,41.101 = 2,50.10-2 mol.L-1 5) Dans une solution saturée, le seuil de solubilité est atteint, cela signifie que l'eau ne peut plus dissoudre plus de soluté. Si vous en rajoutez à la solution malgré tout, il ne se dissoudra pas et restera sous forme solide au fond du récipient contenant la solution.

Exercice 36 Présentation des données : m(Na2CO3) = 7,42 g Vs = 250 mL = 2,50.10-1 L Na2CO3(s)→2 Na+(aq)+CO32-(aq) Il se forme deux moles d'ions sodium et une mole d'ions carbonate lors de la dissolution d'une mole de carbonate de sodium. La concentration en ions carbonate est donc égale à celle du soluté et la concentration en ions sodium à deux fois celle du soluté. Calcul de la masse molaire moléculaire du carbonate de sodium : M(Na2CO3) = 2 M(Na) + M(C) + 3 M(O) = 23,0 + 12,0 + 3 x 16,0 = 106,0 g.mol-1 Expression de la concentration du soluté en fonction de m(Na2CO3) : c(Na2CO3) = m(Na2CO3) / (M(Na2CO3) x VS) c(Na2CO3) = 7,42 / (106,0 x 2,50.10-1) = 2,80.10-1 mol.L-1 Concentrations des espèces chimiques en solution : [Na+] = 2 c(Na2CO3) = 2 x 2,80.10-1 = 5,60.10-1 mol.L-1 [CO32-] = c(Na2CO3) = 2,80.10-1 mol.L-1

Présentation des données (suite) : VS' = 1,50.10-1 mol.L-1 cm = 11,7 g.L-1 Attention ! Il faut raisonner sur les quantités de matière et non les concentrations car le volume global change. Lors de sa dissolution, une mole de chlorure de sodium produit une mole d'ions chlorure et une mole d'ions sodium. NaCl(s)→Na+(aq)+Cl-(aq) La solution de chlorure de sodium contient des ions sodium dont la quantité va s'ajouter à celle présente dans la première solution. Quantité d'ions sodium présents dans la première solution : n1 (Na+) = [Na+] . VS = 5,60.10-1 x 2,50.10-1 = 1,40.10-1mol Quantité d'ions sodium apportés par la deuxième solution : n2(Na+) = n2(Cl-) = cm . VS’ / M(NaCl) = cm . VS’ / [M(Na+) + M(Cl-)] n2(Na+) = (11,7 x 1,50.10-1) / (23,0 + 35,5) = 3,00.10-2 mol Concentration des ions sodium dans le volume final VS" = VS + VS’ [Na+]' = (n1(Na+) + n2(Na+)) / VS" = (14,0 + 3,00).10-2 / (2,50 + 1,50).10-1 [Na+]' = 4,25.10-1 mol.L-1 Concentration en ions chlorure dans le volume V" : [Cl-]' = n2(Cl-) / VS" = 3,00.10-2 / 4,00.10-1 = 7,50.10-2 mol.L-1 Concentration en ions carbonate dans le volume V" : [CO32-]' = [CO32-] . VS / VS" = 2,80.10-1 x 2,50.10-1 / 4,00.10-1 [CO32-]' = 1,75.10-1 mol.L-1

Chapitre 2 C’est fini…