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    TD 1,2 Acide Base

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    Filière: GBI 2023/2024 Niveau : 1ére année

    TD 1 et 2: Réaction acido-basique

    Exercice 1 :

    1. Donner la définition d’un acide, d’une base et d’un ampholyte ou amphotère selon la théorie
    de Brönsted. Quel équilibre s’établit entre un couple acide base et l’eau ?
    2. Identifier les acides, les bases qui sont formés quand on met les produits ci-dessous en
    solution dans l’eau pure. Préciser pour chacun d’eux la ou les espèces conjuguées. Acide
    chlorhydrique (HCl), ammoniac (NH3), acide sulfurique (H2SO4), nitrate de potassium (KNO3);
    eau (H2O); Chlorure d’ammonium (NH4Cl); formiate de sodium (HCOONa); hydroxyde de
    sodium (soude) NaOH ; sulfure de potassium (K2S); dihydrogénophosphate de sodium
    (NaH2PO4); dioxyde de carbone en solution (CO2); ion carbonate (CO32-), acide nitrique HNO3

    Exercice 2 :
    Parmi les ions ci-dessous, indique :
    1) Ceux qui sont des acides selon Brønsted.
    2) Ceux qui sont des bases selon Brønsted.
    3) Ceux qui, selon les conditions, peuvent être des acides ou des bases selon Brønsted.
    F–; NH4+ ; O2- ; HSO4 ; CH3NH3+ ; H2PO4– ; H– et HS–

    Exercice 3 :
    1) Compléter le tableau ci – dessous :
    Nom Formule Acide ou base couple Acide / Base Demi-équation protonique

    ion ammonium
    acide éthanoïque
    ion hydroxyde
    ion oxonium
    ion éthanoate
    ammoniaque
    2) Ecrire l'équation de la réaction traduisant l'équilibre d'autoprotolyse de l'eau en spécifiant les
    couples acide / base.
    3) Comment montrer expérimentalement l'existence de cette autoprotolyse ?
    4) Calculer la constante d’équilibre de la réaction d’autoprotolyse.

    Exercice 4:
    1. Donner la définition d’un acide et d’une base au sens de Brönsted en donnant des exemples.
    2. Donner la différence entre un acide faible et un acide fort en évoquant les paramètres
    suivants, réaction dans l’eau, taux d’avancement, et le pH.
    3. Définir un couple acido-basique à l’aide d’un exemple.
    4. Donner la définition d’une réaction acido-basique. Citer un exemple qui ne faisant pas
    intervenir les couples de l’eau en précisant le rôle joué par chacune des espèces.
    1) On mélange dans de l’eau pure les composés suivants : NH3, HCN, HBr et S2−.
    a. A l’aide d’un diagramme de prédominance, écrire la réaction prépondérante.
    Données : pKa(NH+4 /NH3) = 9,2 pKa (HCN/CN− ) = 9,3 ; pKa(HS−/S2−) = 12,9.
    b. Préciser si les réactions entre les réactifs suivants sont totales ou limitées
    a) HBr et CN− ; b) NH3 et HS− ; c) NH+4 et S2−

    1
    Exercice 5:
    On mélange une solution aqueuse d’ammoniac de concentration 0.1 M avec l’acide
    chlorhydrique de même concentration.
    1. Donner les deux demi-équations de dissociation (acide-base) et le pH des solutions initiales
    avant le mélange. pKa(NH+4 /NH3) = 9,2
    2. Ecrire l'équation bilan de la réaction chimique qui a lieu au cours de dosage.
    3. Quelles sont les espèces chimiques majoritaires après le mélange
    4. Calculer le pH de la solution finale

    Exercice 6:
    1) Calculez le pH des solutions suivantes :
    a) HBr 0,1 mol·L-1 b) KOH 0,1 mol·L-1
    c) CH3COOH 0,1 mol·L-1 d) NH3 0,1 mol·L-1
    2) Complétez le tableau suivant :

    Exercice 7:
    I) On dispose de quatre flacons scellés à l’abri de l’air contenant respectivement :

    a) Une solution d’hypochlorite de sodium (NaClO) à 0,1 mol/L


    b) Une solution de soude à 10-3 mol/L
    c) Une solution d’éthanoate de sodium à 10-3 mol/L
    d) Une solution de quinine à 10-3 mol/L

    Les flacons portent des étiquettes où n’est indiqué que le pH de la solution qu’ils contiennent.
    Quelles sont les solutions qui remplissent les flacons 1, 2, 3 et 4 sachant que :

    Flacon 1 2 3 4
    pH 8,38 10,25 9,52 11

    Données : pKa(HClO/ClO-) = 7,5 ; pKa(CH3COOH/CH3COO-) = 4,75


    La quinine est dibase de pKa respectifs 8,04 et 4,13.

    II) Un volume va de la solution de HClO (C = 7,5.10-2 mol.L-1 et pH = 4,3) est dosé par la solution de
    soude NaOH (0,06 mol.L-1). L’équivalence est obtenue pour vb=12,5ml.
    a- Ecrire l’équation de la réaction de dosage
    b- Calculer le volume va de la prise d’essai de la solution acide
    c- Calculer le pH du mélange à l’équivalence.

    2
    Exercice 8:
    A V0 = 10,0 mL d’une solution d’acide éthanoique de concentration en soluté apporté de 10-3 M, on
    ajoute V = 10 mL d’une solution d’hydroxyde de sodium de molarité de 10-3 M. Calculer le pH du
    mélange.

    Exercice 9:
    On considère une solution commerciale d’acide nitrique de densité par rapport à l’eau d=1,84 et
    contenant 62% en masse d’acide HNO3. (HNO3 = 63 g/mol)
    1- Calculer la concentration molaire de la solution commerciale
    2- Quel volume faut-il prélever de la solution commerciale pour préparer 1 litre d’une solution diluée
    d’acide nitrique de concentration 0,1 mol/l.
    3- Calculer le pH de la solution diluée d’acide nitrique

    20 ml d’une solution de méthylamine CH3NH2 sont dosés par la solution d’acide nitrique 0,1M. Le pH
    initial (avant toute addition d’acide) pHi = 11,8 et l’équivalence est obtenue après addition de 16,0 ml
    de la solution acide.
    4- Justifier le caractère basique de CH3NH2 (écrire la réaction de dissociation dans l’eau)
    5- Calculer la concentration des ions OH- dans la solution basique.
    6- Ecrire l’équation de la réaction entre l’acide nitrique et la méthylamine.
    7- Calculer la concentration molaire de la solution de méthylamine
    8- En déduire qu’il s’agit d’une base faible. Calculer son coefficient de dissociation et sa constante
    d’acidité.

    Exercice 10:

    A) Répondre par Vrai ou Faux ?


    L'hélianthine est un indicateur coloré qui met en jeu un couple acide /base de type HIn / In - de
    pKa = 3,8 à 25°C. La zone de virage de l'hélianthine est [3,1 - 4,5]. La forme acide est rouge, la
    forme basique est jaune.
    1°) Une solution aqueuse d'hélianthine de pH=5,8 est jaune.
    2°) L'hélianthine peut être utilisée lors d'un titrage d'une solution d'acide éthanoïque par une
    solution de soude.
    3°) Une solution d'hélianthine telle que 3[HIn] = [In-] a un pH de 3,8.

    B)
    On neutralise un volume V=10ml d'une solution S d'acide salicylique (C7H6O3) par 12 ml d'une
    solution de soude de concentration 0,01 mol.L-1.

    pH 2,6 2,8 3,0 3,4 4 8 11


    ml 0 4 6 8 10 12 14

    1°) La concentration de la solution S est égale à 0,012 mol.L -1.


    2°) Le pKa du couple acide salicylique / ion salicylate est voisin de 8.
    3°) La solution S a été obtenue par dissolution de 828 mg d'acide salicylique dans 500 mL
    d'eau.
    4°) On dose le même volume d'acide chlorhydrique de même concentration que S par la même
    solution de soude. L'équivalence est obtenue pour un volume de soude supérieur à 12 ml.
    Masse atomique molaire (g mol-1) : C=12 ; O=16 ; H=1

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