Exercice n°1

On prélève 10 mL d’une solution d’acide chlorhydrique de concentration 0.05 mol.L-1 que l’on met dans un bécher. On dilue de manière à obtenir un volume total de 500 mL.

   1- Déterminer la concentration des ions après dilution.

2- Quelle est la conductivité de la solution contenue dans le bécher ?

3- On ajoute à ce bécher 1.50g de chlorure de sodium qu’on dissout totalement après agitation. Déterminer la nouvelle conductivité de la solution.

 

Données : On donne les mobilités des ions suivants en unité SI.

lCl- = 76.10-4. lNa+ = 50.10-4. lOH- = 198.10-4. lH3O+ = 350.10-4.

On donne les masses molaires suivantes :

MCl = 35.5 g.mol-1 et MNa = 23 g.mol-1.

Corrigé

 

Exercice n°2

Une solution d’ammoniaque (NH4+/NH; l’ammoniaque est une base faible) est dosée par une solution d’acide chlorhydrique à 10-1 mol.L-1.

1- Ecrire les équations de mise en solution puis l’équation de réaction du dosage.

2- Ce dosage est suivi par conductimétrie. Les résultats, lorsqu’on dose 20 mL de la solution d’ammoniaque, sont dans le tableau ci-dessous. En début de dosage on a amené le bécher à 250 mL avec de l’eau distillée.

 

V (ml)

0

1

2

3

4

5

σ (S.m-1)

2.0  10-3

6.0  10-3

1.0 10-2

1.4 10-2

1.9 10-2

2.3 10-2

V (mL)

6

7

8

9

9.5

10

σ (S.m-1)

2.9 10-2

3.2 10-2

3.6 10-2

4.1 10-2

4.3 10-2

4.5 10-2

V (ml)

10.5

11

12

13

14

15

σ (S.m-1)

4.9 10-2

5.3 10-2

6.2 10-2

7.0 10-2

7.9 10-2

8.7 10-2

V (mL)

16

17

18

19

20

 

σ (S.m-1)

9.6 10-2

10.4 10-2

11.3 10-2

12.2 10-2

13.0 10-2

 

 

2-1 Représenter la courbe σ en fonction de V.

2-2 Justifier l’allure de la courbe obtenue.

2-3 Etablir le tableau d’avancement, puis calculer la concentration molaire  de la solution d’ammoniaque.

2-4 Quelles sont les concentrations des différentes espèces chimiques à l’équivalence ? En déduire la conductivité de la solution à l’équivalence.

2-5 Faire un schéma légendé du montage.

2-6 Pour réaliser ce dosage on a mis l’ammoniaque dans un bécher puis on a ajouté de l’eau distillée afin d’obtenir un grand volume de solution. Pourquoi à t’on fait cela?

Données : lCl- = 76.10-4. lNH4+ = 74.10-4. lOH- = 198.10-4. lH3O+ = 350.10-4. Unités S.m2.mol-1.

Corrigé

 

Exercice n°3

On dispose de deux flacons non identifiés. L’un d’eux contient une base forte, de la soude et l’autre une base faible : de l’ammoniaque. Afin de les identifier et d’en connaître la concentration, on a dosé 10 mL de la solution contenue dans chacun de ces flacons par conductimétrie à l’aide d’acide chlorhydrique de concentration C1 = 1.00 mol.L-1. Au début du dosage, dans les deux cas, on a amené le bécher à 250 mL à l’aide d’eau distillée.

On obtient les courbes données ci-dessous pour les deux dosages.

1.  Ecrire les équations de mise en solution (dans l’eau) de l’acide chlorhydrique, de l’ammoniaque et de l’hydroxyde de sodium.

2.   

2.1.              Ecrire l’équation de dosage de la soude par l’acide chlorhydrique.

2.2.              Etablir une formule littérale indiquant la concentration de cette base CNaOH, en fonction du volume d’acide versé à l’équivalence V1 et de la prise d’essai E.

3.   

3.1.              Ecrire l’équation de dosage de l’ammoniaque par l’acide chlorhydrique.

3.2.              Etablir une formule littérale indiquant la concentration de cette base, CNH3, en fonction du volume d’acide versé à l’équivalence V1 et de la prise d’essai E.

4.   

4.1.              Que représente « σ » sur les graphiques ? Expliciter l’unité « S/m ».

4.2.              D’après l’allure des deux courbes, attribuer un nom à chaque flacon.

4.3.              Commenter l’allure de la courbe représentant le dosage de la soude par l’acide chlorhydrique.

4.4.              Commenter l’allure de la courbe représentant le dosage de l’ammoniaque par l’acide chlorhydrique.

5.  Expliquer pourquoi on a ajouté 250 mL d’eau distillée dans le milieu réactionnel en début d’expérience ? 

6.  Déterminer les valeurs des concentrations des deux solutions de bases.

Conductivités molaires des ions, λ, en S.m2.mol-1.

Na+

H3O+

OH-

NH4+

Cl-

50.10-4

350.10-4

200.10-4

74.10-4

76.10-4

Corrigé


 

 

Exercice n°4

On dose une solution d’ammoniaque de concentration Cb par une solution d’acide chlorhydrique. La solution à doser est introduite dans la burette.

On verse dans le bécher 10 mL d’acide chlorhydrique de concentration ca = 0.100 mol.L-1 auxquels on ajoute 90 mL d’eau distillée. On suit l’évolution de la conductance, G au cours du dosage.

 

VNH3 (mL)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

G (mS)

4.26

3.75

3.05

2.50

1.95

1.50

1.52

1.47

1.50

On donne :

La constante de cellule est k = 10-2m.

Conductivités molaires des ions, λ, en S.m2.mol-1.

 

Na+

H3O+

OH-

NH4+

Cl-

50.10-4

350.10-4

200.10-4

74.10-4

76.10-4

 

 

1.  Tracer le graphe G= f(V).

2.  Ecrire l’équation de la réaction de dosage.

3.  Interpréter l’allure de la courbe obtenue.

4.  Déterminer la concentration Cb de la solution S

5.  Expliquer pourquoi on a joute 90 mL d’eau distillée à la solution d’acide chlorhydrique contenue dans le bécher.

6.  Conductivité, conductance :

6.1       Préciser les unités, dans le système international, des grandeurs intervenant dans l’expression de la conductivité s.

6.2       Exprimer la conductivité de la solution du bécher pour VNH3 = 0 mL. Calculer sa valeur théorique et en déduire celle de la conductance correspondante.

6.3       La conductance est constante à partie de l’équivalence, déterminer sa valeur théorique.

Corrigé

 

Exercice n°5

On souhaite déterminer la constante d’acidité Ka de l’acide méthanoïque HCOOH par conductimétrie. On plonge la cellule conductimétrique dans une solution d’acide méthanoïque de concentration c = 1.0 10-2 mol.L-1 et on trouve la conductivité de la solution s = 5.10 10-2 S.m-1.

1.  Ecrire les équations des équilibres ayant lieu en solution.

2.  Faire le bilan des espèces chimiques présentes en solution et déterminer quelles sont les espèces majoritaires.

3.  A l’aide d’un tableau d’avancement, donner l’expression littérale du coefficient de dissociation, a, de l’acide méthanoïque.

4.  Exprimer la conductivité, s, de la solution en fonction des concentrations des ions à l’état final et en déduire la valeur numérique de a.

5.  Déterminer les valeurs de Ka et pKa de cet acide.

6.  On dose par conductimétrie l’acide méthanoïque (bécher) par de la soude (burette). Ecrire l’équation du dosage.

7.  Donner l’allure de la courbe obtenue s = f(V) et la justifier qualitativement.

Conductivités molaires des ions, λ, en S.m2.mol-1.

Na+

H3O+

OH-

HCOO-

50.10-4

350.10-4

200.10-4

50.10-4

Corrigé

 

 

Exercice n°6 (BTS biochimiste (BIOAC) 1998)

Dans l’exercice suivant la conductivité pourra être notée s au lieu de g comme dans l’énoncé

et la conductivité molaire pourra être notéel.

Corrigé