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CHAP. 5 – ÉQUILIBRES CHIMIQUES
d. Exprimer la variation d’enthalpie ΔH entre l’état initial et l’état final d’équilibre
en fonction de l’avancement ξ éq et de l’enthalpie standard de réaction Δ r H ◦ . Interpréter physiquement le résultat obtenu.
e. Un calcul similaire à celui effectué à la question 2.d. conduit à une entropie créée
S cr = 3,1 J·K −1 ·mol −1 . Calculer numériquement ΔS et le comparer à S cr . Quelle est
ici la source principale de création d’entropie ? Comparer le résultat à celui obtenu
au 2.d.
5.17 Étude de la solubilité du chlorure de potassium dans l’eau
(d’après ENGEES 2002) (#)
1. Solubilité du chlorure de potassium dans l’eau pure
Dans un bain thermostaté réglable, on introduit une solution aqueuse saturée de chlorure de potassium. Après agitation, on laisse décanter et on prélève un échantillon de
solution dans lequel on détermine la quantité de chlorure de potassium présente de
la manière suivante. Pour chaque température étudiée, on prélève 10 mL de solution
qu’on dilue à 1 L (solution S). On dose alors l’ion chlorure présent dans cette solution par la méthode de MOHR : à 10 mL de la solution S, on ajoute quelques gouttes
d’une solution aqueuse de chromate de potassium K 2 CrO 4 puis on y verse progressivement à l’aide d’une burette une solution étalon de nitrate d’argent de molarité
0,05 mol·L −1 jusqu’à un volume versé V correspondant à une teinte rose persistante
dans le bécher.
1 a. Expliquer le principe du dosage de l’ion chlorure par la méthode de MOHR.
1 b. Les résultats obtenus sont consignés dans le tableau ci-dessous :
θ / °C
5
10 20
30
40
50
60
V / mL 7,1 7,4 8,1 8,65 9,05 9,55 10,55
En déduire la valeur de la concentration c (en mol·L −1 ) du chlorure de potassium
dans la solution saturée pour chaque température θ étudiée.
1 c . En déduire le signe de l’enthalpie standard de réaction de dissolution du chlorure
de potassium dans l’eau, puis un ordre de grandeur de sa valeur. Justifier pour quelle
raison cette détermination n’est qu’approchée.
1 d. Cette enthalpie standard peut également être évaluée par calorimétrie. Dans un
calorimètre de capacité thermique Γ = 88 J·K −1 , on introduit 5,0 g de chlorure de
potassium solide et 200 mL d’eau, l’un et l’autre à la même température. Après
dissolution, on mesure un abaissement de température égal à 1,2 °C. En déduire un
ordre de grandeur de l’enthalpie standard de dissolution du chlorure de potassium
dans l’eau.
1 e. Comparer les deux valeurs obtenues précédemment entre elles, puis à celle calculée à l’aide des valeurs numériques données en annexe.
CHAP. 5 – ÉQUILIBRES CHIMIQUES
d. Exprimer la variation d’enthalpie ΔH entre l’état initial et l’état final d’équilibre
en fonction de l’avancement ξ éq et de l’enthalpie standard de réaction Δ r H ◦ . Interpréter physiquement le résultat obtenu.
e. Un calcul similaire à celui effectué à la question 2.d. conduit à une entropie créée
S cr = 3,1 J·K −1 ·mol −1 . Calculer numériquement ΔS et le comparer à S cr . Quelle est
ici la source principale de création d’entropie ? Comparer le résultat à celui obtenu
au 2.d.
5.17 Étude de la solubilité du chlorure de potassium dans l’eau
(d’après ENGEES 2002) (#)
1. Solubilité du chlorure de potassium dans l’eau pure
Dans un bain thermostaté réglable, on introduit une solution aqueuse saturée de chlorure de potassium. Après agitation, on laisse décanter et on prélève un échantillon de
solution dans lequel on détermine la quantité de chlorure de potassium présente de
la manière suivante. Pour chaque température étudiée, on prélève 10 mL de solution
qu’on dilue à 1 L (solution S). On dose alors l’ion chlorure présent dans cette solution par la méthode de MOHR : à 10 mL de la solution S, on ajoute quelques gouttes
d’une solution aqueuse de chromate de potassium K 2 CrO 4 puis on y verse progressivement à l’aide d’une burette une solution étalon de nitrate d’argent de molarité
0,05 mol·L −1 jusqu’à un volume versé V correspondant à une teinte rose persistante
dans le bécher.
1 a. Expliquer le principe du dosage de l’ion chlorure par la méthode de MOHR.
1 b. Les résultats obtenus sont consignés dans le tableau ci-dessous :
θ / °C
5
10 20
30
40
50
60
V / mL 7,1 7,4 8,1 8,65 9,05 9,55 10,55
En déduire la valeur de la concentration c (en mol·L −1 ) du chlorure de potassium
dans la solution saturée pour chaque température θ étudiée.
1 c . En déduire le signe de l’enthalpie standard de réaction de dissolution du chlorure
de potassium dans l’eau, puis un ordre de grandeur de sa valeur. Justifier pour quelle
raison cette détermination n’est qu’approchée.
1 d. Cette enthalpie standard peut également être évaluée par calorimétrie. Dans un
calorimètre de capacité thermique Γ = 88 J·K −1 , on introduit 5,0 g de chlorure de
potassium solide et 200 mL d’eau, l’un et l’autre à la même température. Après
dissolution, on mesure un abaissement de température égal à 1,2 °C. En déduire un
ordre de grandeur de l’enthalpie standard de dissolution du chlorure de potassium
dans l’eau.
1 e. Comparer les deux valeurs obtenues précédemment entre elles, puis à celle calculée à l’aide des valeurs numériques données en annexe.