Devoir d'entraînement
Une transformation forcée, l'électrolyse
Transformations forcées Changer le sens d’évolution d’une transformation Manipulation Sous la hotte, on introduit dans un tube à essai, $\pu{4 mL}$ d’une solution aqueuse $S$ de dibrome $\ce{Br2 (aq)}$ à $\pu{0,01 mol.L-1}$ et quelques tournures de cuivre métallique $\ce{Cu (s)}$. On laisse le système évoluer pendant quelques minutes et on observe.
La coloration de la solution change : initialement jaune, elle devient vert. Dans deux tubes à essai $A$ et $B$ contenant $\pu{0,5 mL}$ de cyclohexane, on introduit, dans le tube $A$, $\pu{1 mL}$ de $S$ et, dans le tube $B$, $\pu{1 mL}$ du mélange après réaction.
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Électrolyse, une introduction
Lors de cette séance, on va montrer que la circulation d’un courant électrique, imposée par un générateur de tension continue, peut forcer le système chimique à évoluer dans le sens opposé au sens spontané d’évolution.
Électrolyse d’une solution de chlorure d’étain Manipulation Introduire dans le tube à essais en $U$ une solution de chlorure d’étain (II), $\ce{Sn^{2+} (aq) + 2 Cl^- (aq)}$ à $\pu{1 mol.L-1}$, acidifiée à l’acide chlorhydrique. Relier deux électrodes de graphite aux bornes d’un générateur de tension continue.
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L'acide benzoïque, un conservateur alimentaire
L’objectif de ce travail est la détermination de l’avancement final d’une transformation non totale à l’aide d’un langage de programmation.
Documents L’acide benzoïque, de formule chimique $\ce{C6H5COOH}$ est un acide carboxylique aromatique dérivé du benzène. Il est utilisé comme conservateur alimentaire et est naturellement présent dans certaines plantes. C’est par exemple l’un des principaux constituants de la gomme benjoin, utilisée dans des encens dans les églises de Russie et d’autres communautés orthodoxes.
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Tracé d'un diagramme de distribution à l'aide du langage Python
L’objectif de ce document est de tracer les diagrammes de prédominance de quelques couples acide/base.
Cas d’un monoacide (ou d’une monobase) Données $\text{pK}_a(\ce{NH4^+/NH3}) = \pu{9,24}$ ; $\text{pK}_a(\ce{CH3CO2H/CH3CO2^-}) = \pu{4,70}$. On introduit un acide faible à la concentration $C$ dans une solution dont on peut faire varier le pH.
Rappeler l’expression de la constante d’acidité $K_a$ d’un couple $\ce{AH/A-}$.
À l’aide d’un tableau d’avancement, déterminer la relation qui existe, quel que soit l’avancement de la transformation, entre les grandeurs $C$, $[\ce{AH}]$ et $[\ce{A-}]$.
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Étude d'une pile électrique
L’objectif de cet exercice est l’étude de la pile cuivre – argent, réalisé à l’aide de solutions de nitrate d’argent $(\ce{Ag+ (aq) + NO3^- (aq)})$ et de sulfate de cuivre $(\ce{Cu^{2+} (aq) + SO4^{2-} (aq)})$.
Données
Faraday : $1 {\cal F} = \pu{96,5e3 C.mol-1}$ ;
Masses molaires : $M(\ce{Cu}) = \pu{63,5 g.mol-1}$ ; $M(\ce{Ag}) = \pu{108,0 g.mol-1}$ ;
$C^o = \pu{1,0 mol.L-1}$.
Étude descriptive de la pile Afin de déterminer expérimentalement le pôle positif de la pile, on branche en série une résistance $R$ et un ampèremètre.
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Réalisation d'une pile nickel/zinc
On réalise une pile formée à partir des couples $\ce{Ni^{2+}/Ni}$ et $\ce{Zn^{2+}/Zn}$.
Chaque solution a pour volume $V = \pu{100 mL}$ et la concentration initiale des ions positifs est $C = \pu{5,0e-2 mol.L-1}$.
Pour la réaction d’équation : $$ \ce{ Ni^{2+} (aq) + Zn (s) <=> Ni (s) + Zn^{2+} (aq) } $$ la constante d’équilibre vaut : $K = 10^{18}$.
Données
$M (\ce{Zn}) = \pu{65,4 g.mol-1}$ ; $M(\ce{Ni}) = \pu{58,7 g.
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Réactions entre acides et bases
Dans un précédent chapitre les acides et les bases ont été introduits. Il a été montré que leur réaction avec l’eau pouvait conduire à des transformations limitées ou totales. L’évolution du pH lors d’un titrage acide-base a aussi été montrée.
Dans ce chapitre, on introduit les outils qui permettent de comparer entre eux les acides (ou les bases), ou qui permettent d’effectuer le bilan quantitatif des entités présentes en solution.
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Exercices sur les piles
Exercice n°18 - Pile Cuivre-Plomb Énoncé sur le Livre Scolaire Solutions Solutions au format pdf
Supplément numérique B - Masse des électrodes Énoncé sur le Livre Scolaire Solutions Solutions au format pdf
Supplément numérique C - Court‑circuit Énoncé sur le Livre Scolaire Solutions Solutions au format pdf
Supplément numérique A - Pile bouton air-zinc Énoncé sur le Livre Scolaire Solutions Solutions au format pdf
Exercice n°25 - Caractéristique d’une pile Énoncé sur le Livre Scolaire Solutions Solutions au format pdf
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