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Exercices
Titrage direct de l'aspirine
L’objectif de cette séance est de titrer l’aspirine contenue dans un comprimé d’Aspirine du Rhône et d’ainsi vérifier que la masse présente est bien égale à 500 mg.
Aspirine
L’acide acétylsalicylique, plus connu sous le nom commercial d’aspirine, est la substance active de nombreux médicaments aux propriétés antalgiques (réduction de la douleur), antipyrétiques (réduction de la fièvre) et anti-inflammatoires (réduction de l’inflammation). Il est aussi utilisé comme antiagrégant plaquettaire. Il s’agit d’un anti-inflammatoire non stéroïdien. C’est un acide faible, dont la base conjuguée est l’anion acétylsalicylate. C’est un des médicaments les plus consommés au monde.
[Lire]Détermination de la constante d'acidité du couple acide/base de l'acide méthanoïque
L’objectif premier de cette séance est la détermination de la constante d’acidité du couple acide/base de l’acide méthanoïque. La méthode utilisée s’appuie sur une mesure de conductivité.
Acide méthanoïque
L’acide méthanoïque (appelé aussi acide formique) est le plus simple des acides carboxyliques. Sa formule chimique est $\ce{CH2O2}$ ou $\ce{HCOOH}$. Sa base conjuguée est l’ion méthanoate (formiate) de formule $\ce{HCOO-}$. Il s’agit d’un acide faible son $pK_a$ étant égal à 3,751 à $\pu{25 °C}$, qui se présente sous forme d’un liquide incolore à l’odeur pénétrante.
[Lire]Détermination du $pK_A$ du couple acide/base de l'acide acétique
L’objectif premier de cette séance est la détermination de la constante d’acidité du couple acide/base de l’acide acétique (éthanoïque). La méthode utilisée s’appuie sur des mesures de pH.
Acide éthanoïque (ou acide acétique)
L’acide éthanoïque est naturellement présent dans le vinaigre. Il lui donne son goût acide et son odeur piquante. C’est un antiseptique et un désinfectant. L’acide acétique pur est un liquide très faiblement conducteur et incolore. Il doit être manipulé avec soin en suivant les consignes de sécurité. Son acidité est due à sa capacité à perdre le proton de son groupe carboxyle, le transformant ainsi en ion acétate $\ce{CH_3COO^-}$. C’est un acide faible, son $pK_a$ étant égal à 4,76 à $\pu{25 °C}$.
[Lire]Particule ⍺ dans un champ électrostatique uniforme
Une particule $\alpha$ (noyau d’hélium : $\ce{^{4}_{2}He}$) arrive au point $O$ dans un condensateur plan avec une vitesse $\vec{v_0}$ de direction parallèle aux armatures $C$ et $D$ du condensateur.
Une tension constante $U$ est appliquée entre ces deux armatures longues de $l = \pu{5,00 cm}$ et distantes de $d = \pu{4,00 cm}$.
Données
- On négligera le poids de la particule $\alpha$ devant la force électrostatique.
- On rappelle que pour un condensateur plan : $E = \dfrac{U}{d}$.
- $v_0 = \pu{5,00e5 m.s-1}$ ; $e = \pu{1,60e-19 C}$ ; $m_{\alpha} = \pu{6,64e-27 kg}$.
- Quelle est la charge $q$ de la particule $\alpha$ ?
- Indiquer quelle doit être la polarité des plaques afin que la particule $\alpha$ soit déviée vers le haut. Détailler le raisonnement.
- Recopier la figure sur sa feuille et indiquer le champ électrostatique existant entre $C$ et $D$, ainsi que la force électrostatique qui s’applique sur la particule $\alpha$ en un point de la trajectoire.
- Établir les équations horaires et l’équation de la trajectoire de la particule $\alpha$. On choisira le repère indiqué sur le schéma. Le référentiel associé sera supposé galiléen.
- Exprimer, à l’aide de l’équation de la trajectoire, la tension $U$ en fonction des grandeurs $m$, $e$, $v_0$, $x$, $d$ et $y$.
- Calculer sa valeur pour que la particule sorte au point $S$ d’ordonnée $y_S = \pu{1,00 cm}$.
- Déterminer l’expression et la valeur de la vitesse de la particule $\alpha$ lorsqu’elle se trouve au point $S$.
- Retrouver cette valeur en utilisant le théorème de l’énergie cinétique.
Corrigé
Les débuts de l'électron en physique
Le problème posé par la nature des « rayons cathodiques » à la fin du XIXème siècle fut résolu en 1897 par l’Anglais J.J. Thomson : il s’agissait de particules chargées négativement baptisées par la suite « électrons ». La découverte de l’électron valut à Thomson le prix Nobel de physique en 1906. Le défi pour les scientifiques de l’époque fut alors de déterminer les caractéristiques de cette particule : sa charge électrique et sa masse. Dans un premier temps, Thomson lui-même, en étudiant la déviation d’un faisceau d’électrons dans un champ électrique, put obtenir le « rapport $e/m_e$ » de ces deux caractéristiques. C’est cependant l’Américain R. Millikan qui, réalisant de multiples expériences entre 1906 et 1913 sur des gouttelettes d’huile, détermina la valeur de la charge de l’électron.
[Lire]Titrage de l'acide éthanoïque présent dans un vinaigre
L’objectif de cette séance est de déterminer la concentration en acide éthanoïque d’un vinaigre à 5°.
Le vinaigre
Un vinaigre est une solution aqueuse diluée essentiellement constituée d’acide éthanoïque dont le $\text{pKa}$ est de 4,8. Le degré d’acidité d’un vinaigre est la masse d’acide éthanoïque pur contenue dans $\pu{100 g}$ de vinaigre.
- La masse volumique du vinaigre est $\rho = \pu{1,00 g.mL-1}$.
- La masse molaire de l’acide éthanoïque est $M = \pu{60,0 g.mol-1}$.
- Remarque
- Lors du titrage d’un vinaigre par une base forte, le pH à l’équivalence est entre 8 et 9.
Suivi pH_métrique
Lors d’un suivi pH-métrique on mesure le pH de la solution après différents ajouts de titrant. Les volumes de titrant à verser doivent être évalués après un titrage colorimétrique et resserrés le plus possible autour de l’équivalence. Après le saut de pH, il faut poursuivre l’ajout de titrant pendant au moins $\pu{5 mL}$.
[Lire]Dosages par étalonnage : exercices
Utiliser la loi de Kohlrausch
La carence en élément calcium, ou hypocalcémie, peut être traitée par injection intraveineuse d’une solution de chlorure de calcium. On souhaite déterminer la concentration $C_o$ en chlorure de calcium contenue dans une ampoule de $\pu{10,0 mL}$. Le contenu de l’ampoule est dilué 100 fois. La mesure de la conductivité de la solution $S$ obtenue est os : $\sigma_S = \pu{1,23 mS.cm-1}$. On mesure également la conductivité de différentes solutions étalon en chlorure de calcium. Les résultats sont rassemblés dans le tableau ci-dessous :
[Lire]Dosage d'un antiseptique : l'eau de Dakin
Documents
Eau de Dakin
La liqueur de Dakin (eau de Dakin) est une solution antiseptique utilisée pour le lavage des plaies et des muqueuses, de couleur rose et à l’odeur d’eau de Javel. Elle a pour avantage de ne pas être colorante (contrairement à l’éosine, par exemple) et de ne pas produire de sensation d’irritation à l’usage (contrairement à la Bétadine par exemple).
Lors de la Première Guerre mondiale, le chimiste d’origine britannique, installé aux États-Unis, Henry Drysdale Dakin met au point avec le chirurgien français Alexis Carrel un antiseptique (dont la substance active est l’eau de Javel) pour les plaies ouvertes ou infectées, dans le cadre des travaux de ce dernier sur le traitement des plaies de guerre.
[Lire]