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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 293 — #301
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Exercices
S’ENTRAÎNER
Acide A Acide B Acide C
298 K
790
7,0
2,4
373 K
4000
100
75
5.4 Températures de changement d’état (#)
On indique ci-après les valeurs de températures d’ébullition de composés non polaires :
Corps H 2 N 2 O 2 F 2 Cl 2 Br 2
T / K
20 77 90 85 238 331
1. Interpréter l’évolution constatée.
On indique ci-après les valeurs de températures d’ébullition de composés polaires de taille
comparable :
Composé PH 3 H 2 S
T / K
185 212
2. Interpréter l’évolution constatée, connaissant la valeur des moments dipolaire de chacune
des substances : 0,55 D (PH 3 ) et 0,97 D (H 2 S).
3. Parmi la liste de substances suivante : hélium He, argon Ar, méthane CH 4 , acide éthanoïque CH 3 COOH, identifier la substance possédant la température de fusion la plus basse
et la substance possédant la température de fusion la plus haute. Justifier simplement.
4. La température de fusion du (E)-1,2-dichloroéthène est égale à T = 321,7 K, tandis que
la température de fusion du (Z)-1,2-dichloroéthène est égale à T = 342,1 K. Justifier cette
différence (la nomenclature Z/E a été vue en terminale).
5.5 Conductivité dans le solvant eau, mesure de constantes d’équilibre (#)
1. On utilise dans cette question de l’eau pure à 25 °C. Cette eau pure est le siège d’un
équilibre chimique appelé autoprotolyse de l’eau, de constante d’équilibre K e :
2 H 2 O ()
=
H 3 O
+ (aq) + HO
− (aq).
Un conductimètre permet de mesurer la conductivité de cette eau : σ = 5,5.10 −6 S·m −1 .
Calculer la valeur de la constante d’équilibre K e à 25 °C (on parle de produit ionique de
l’eau).
2. On introduit à 25 °C dans de l’eau pure de l’acide fluorhydrique HF, de concentration
initiale c 0 = 1,0.10 −2 mol·L −1 . Une réaction acido-basique a lieu avec l’eau, jusqu’à aboutir
à un état d’équilibre décrit par l’équation-bilan :
HF (aq) + H 2 O ()
=
H 3 O
+ (aq) + F
− (aq).
On mesure la conductivité σ de la solution à l’équilibre à 25 °C : σ = 90.10 −3 S·m −1 . La
constante d’équilibre associée à cette équation-bilan est notée K A . Calculer la valeur de la
constante d’équilibre K A à 25 °C.
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Acide A Acide B Acide C
298 K
790
7,0
2,4
373 K
4000
100
75
5.4 Températures de changement d’état (#)
On indique ci-après les valeurs de températures d’ébullition de composés non polaires :
Corps H 2 N 2 O 2 F 2 Cl 2 Br 2
T / K
20 77 90 85 238 331
1. Interpréter l’évolution constatée.
On indique ci-après les valeurs de températures d’ébullition de composés polaires de taille
comparable :
Composé PH 3 H 2 S
T / K
185 212
2. Interpréter l’évolution constatée, connaissant la valeur des moments dipolaire de chacune
des substances : 0,55 D (PH 3 ) et 0,97 D (H 2 S).
3. Parmi la liste de substances suivante : hélium He, argon Ar, méthane CH 4 , acide éthanoïque CH 3 COOH, identifier la substance possédant la température de fusion la plus basse
et la substance possédant la température de fusion la plus haute. Justifier simplement.
4. La température de fusion du (E)-1,2-dichloroéthène est égale à T = 321,7 K, tandis que
la température de fusion du (Z)-1,2-dichloroéthène est égale à T = 342,1 K. Justifier cette
différence (la nomenclature Z/E a été vue en terminale).
5.5 Conductivité dans le solvant eau, mesure de constantes d’équilibre (#)
1. On utilise dans cette question de l’eau pure à 25 °C. Cette eau pure est le siège d’un
équilibre chimique appelé autoprotolyse de l’eau, de constante d’équilibre K e :
2 H 2 O ()
=
H 3 O
+ (aq) + HO
− (aq).
Un conductimètre permet de mesurer la conductivité de cette eau : σ = 5,5.10 −6 S·m −1 .
Calculer la valeur de la constante d’équilibre K e à 25 °C (on parle de produit ionique de
l’eau).
2. On introduit à 25 °C dans de l’eau pure de l’acide fluorhydrique HF, de concentration
initiale c 0 = 1,0.10 −2 mol·L −1 . Une réaction acido-basique a lieu avec l’eau, jusqu’à aboutir
à un état d’équilibre décrit par l’équation-bilan :
HF (aq) + H 2 O ()
=
H 3 O
+ (aq) + F
− (aq).
On mesure la conductivité σ de la solution à l’équilibre à 25 °C : σ = 90.10 −3 S·m −1 . La
constante d’équilibre associée à cette équation-bilan est notée K A . Calculer la valeur de la
constante d’équilibre K A à 25 °C.
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