Réactions en solution aqueuse (Ministère) énoncé

Q1

a) Le produit ionique Ke de l’eau est égal au produit des concentrations en ions oxonium (H₃O⁺) et hydroxyde (HO^-).

Remarque : Ke est une constante d’équilibre, par conséquent les concentrations des ions sont mesurés à l’équilibre (notation ‘eq’ en indice).

Ke = [H₃O⁺]_eq .[HO^-]_eq

b) Réponse partielle, pour voir la vidéo clique ici.

Ke = 10^-14

Q2

a) Equation de la réaction entre l’acide éthanoïque et l’eau (ne pas oublier de noter en indice, dans quel état se trouvent les espèces chimiques).

CH₃CO₂H _(aq) + H₂0 _(l) = CH₃CO₂^- _(aq) + H₃O⁺ _(aq)

b) Réponse partielle, pour voir la correction vidéo clique ici.

 L’acide éthanoïque prédomine à pH = 3,2.

Q3

a) Réponse partielle, pour voir la correction vidéo clique ici.

 x_f1 = 6,3 x 10^-6 mol

b) D’après le tableau d’avancement, si la réaction était totale, il n’y aurait plus d’acide éthanoïque dans le bêcher :

 C1 - x_max1/V1 = O

 x_max1 / V1 = C1

 x_max1 = C1.V1 = (2 x 10^-2 ) x (10^-2) = 2 x 10^-4 mol.

On remarque que l’avancement final est inférieur à l’avancement maximal, et que par conséquent la réaction n’est pas totale.

x_f1 = 6,3 x 10^-6 mol < x_max1 = 2 x 10^-4 mol , la réaction est partielle.

c) Le taux d’avancement final est égal au rapport entre l’avancement final et maximal :

d) Réponse partielle, pour voir la correction vidéo clique ici.

Le taux d'avancement final étant de 3%, seulement 3% des molécules d'acide ont réagi. L'acide éthanoïque reste prépondérant par rapport à l'ion éthanoate.

Q4

a) Réponse partielle, pour voir la correction vidéo clique ici.

NH_3(g) + H₂O _(l) = NH₄ ⁺ _(aq) + HO^- _(aq) 

b) Diagramme de prédominance du couple NH₄⁺ / NH₃ :

A pH = 10,6,  la concentration en ammoniaque NH₃ est supérieure à la concentration en ion ammonium, en effet pH > pK_A2 .

[NH₃] _f > [NH₄⁺] _f

c) Réponse partielle, pour voir la correction vidéo clique ici.

t₂ = 3,98 x 10^-2 

Q5

a) Réponse partielle, pour voir la correction vidéo clique ici.

Qr(i) = 0

b) Réponse partielle, pour voir la correction vidéo clique ici.

Qr(i) < Qr(eq) , le sens d’évolution spontané de la réaction est dans le sens direct.

c) Expression du Qr_eq en fonction de l'avancement final. D'après le tableau d'avancement :

d) Réponse partielle, pour voir la correction vidéo clique ici.

La réaction peut être considérée comme totale, car sa constante d’équilibre est très supérieure à 10³

Le pH = 4,7 car les concentrations finales en acide éthanoïque et ion éthanoate sont égales.