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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 436 — #444
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Exercices
CHAPITRE 7 – ÉQUILIBRES ACIDO-BASIQUES - TITRAGES
7.4 État d’équilibre d’un ampholyte (#)
La glycine est un acide aminé de formule H 3 N + −CH 2 −COO
– , noté AH. Il participe à deux
couples acido-basiques : AH
+
2 /AH de pK A1 = 2, 3 et AH/A − de pK A2 = 9, 6.
1. Dresser le diagramme de prédominance des espèces acido-basiques en fonction du pH de
la solution.
2. Déterminer l’état d’équilibre d’une solution aqueuse dans laquelle la glycine est introduite
à la concentration initiale c 0 = 1,0.10 −1 mol·L −1 .
7.5 Mélange d’acides et de bases, réaction prépondérante (#)
Dans un litre d’eau à 298 K, on introduit 0,15 mol de chlorure d’hydrogène HCl, 0,10 mol
d’hydrogénosulfure de sodium NaHS et 0,15 mol d’acétate de sodium CH 3 COONa, noté de
manière abrégée AcONa. Déterminer la composition du système à l’équilibre chimique.
Données à 298 K : pK A1 = pK A (H 2 S/HS
− ) = 7, 0 ;
pK A2 = pK A (HS
− /S 2− ) = 13, 0 ; pK A3 = pK A (AcOH/AcO − ) = 4, 8.
7.6 Mélange d’acides et de bases, réaction prépondérante (#)
On mélange 10,0 mL d’une solution d’acide acétique CH 3 COOH (noté AcOH) et 6,0 mL
d’une solution de nitrite de sodium NaNO 2 , toutes les deux à la concentration de c 0 =
0,10 mol·L −1 . Déterminer la composition du système à l’équilibre chimique.
Données à 298 K : pK A (AcOH/AcO − ) = 4, 8 ; pK A (HNO 2 /NO
−
2 ) = 3, 2.
7.7 Vitamine C (##)
La vitamine C, dont le nom est acide ascorbique, est un diacide noté AscH 2 .
1. Dresser le diagramme de prédominance des espèces acido-basiques issues de l’acide ascorbique en fonction du pH de la solution.
2. On dissout dans l’eau un comprimé contenant 500 mg d’acide ascorbique dans une fiole
jaugée de volume V = 200 mL. Déterminer l’état d’équilibre de la solution obtenue.
3. La vitamine C existe aussi en comprimé tamponné, réalisée en mélangeant l’acide ascorbique AscH 2 et de l’ascorbate de sodium AscHNa. Un comprimé de vitamine C tamponnée
de masse m en principe actif (c’est-à-dire en acide ascorbique, sous ses deux formes : diacide
et monoacide) est dissous dans V = 100 mL d’eau distillée. La solution obtenue à un pH égal
à 4,4. Déterminer la masse d’acide ascorbique et la masse d’ascorbate de sodium contenues
dans ce cachet. On prendra m = 500 mg pour les applications numériques.
Données à 298 K : pK A1 (AscH 2 /AscH − ) = 4, 2 ; pK A2 (AscH − /Asc 2− ) = 11, 6.
Masses molaires a) de l’acide ascorbique : M(AscH 2 ) = 176 g·mol −1 ; b) de l’ascorbate de
sodium : M(AscHNa) = 198 g·mol −1 .
7.8 Titrage du dioxyde de soufre (CCP) (#)
Le dioxyde de soufre a un comportement de diacide dans l’eau. On considère, dans cette
question, que les espèces contenant l’élément soufre présentes en solution aqueuse sont :
SO 2 (aq), HSO
–
3 (aq) et SO
2–
3 (aq). La température est fixée à 298 K. On étudie le dosage de
V 0 = 10,0 mL d’une solution aqueuse de dioxyde de soufre, de concentration notée c SO 2 , par
une solution aqueuse de soude, NaOH, de concentration c = 1,00.10 −1 mol·L −1 . On note
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CHAPITRE 7 – ÉQUILIBRES ACIDO-BASIQUES - TITRAGES
7.4 État d’équilibre d’un ampholyte (#)
La glycine est un acide aminé de formule H 3 N + −CH 2 −COO
– , noté AH. Il participe à deux
couples acido-basiques : AH
+
2 /AH de pK A1 = 2, 3 et AH/A − de pK A2 = 9, 6.
1. Dresser le diagramme de prédominance des espèces acido-basiques en fonction du pH de
la solution.
2. Déterminer l’état d’équilibre d’une solution aqueuse dans laquelle la glycine est introduite
à la concentration initiale c 0 = 1,0.10 −1 mol·L −1 .
7.5 Mélange d’acides et de bases, réaction prépondérante (#)
Dans un litre d’eau à 298 K, on introduit 0,15 mol de chlorure d’hydrogène HCl, 0,10 mol
d’hydrogénosulfure de sodium NaHS et 0,15 mol d’acétate de sodium CH 3 COONa, noté de
manière abrégée AcONa. Déterminer la composition du système à l’équilibre chimique.
Données à 298 K : pK A1 = pK A (H 2 S/HS
− ) = 7, 0 ;
pK A2 = pK A (HS
− /S 2− ) = 13, 0 ; pK A3 = pK A (AcOH/AcO − ) = 4, 8.
7.6 Mélange d’acides et de bases, réaction prépondérante (#)
On mélange 10,0 mL d’une solution d’acide acétique CH 3 COOH (noté AcOH) et 6,0 mL
d’une solution de nitrite de sodium NaNO 2 , toutes les deux à la concentration de c 0 =
0,10 mol·L −1 . Déterminer la composition du système à l’équilibre chimique.
Données à 298 K : pK A (AcOH/AcO − ) = 4, 8 ; pK A (HNO 2 /NO
−
2 ) = 3, 2.
7.7 Vitamine C (##)
La vitamine C, dont le nom est acide ascorbique, est un diacide noté AscH 2 .
1. Dresser le diagramme de prédominance des espèces acido-basiques issues de l’acide ascorbique en fonction du pH de la solution.
2. On dissout dans l’eau un comprimé contenant 500 mg d’acide ascorbique dans une fiole
jaugée de volume V = 200 mL. Déterminer l’état d’équilibre de la solution obtenue.
3. La vitamine C existe aussi en comprimé tamponné, réalisée en mélangeant l’acide ascorbique AscH 2 et de l’ascorbate de sodium AscHNa. Un comprimé de vitamine C tamponnée
de masse m en principe actif (c’est-à-dire en acide ascorbique, sous ses deux formes : diacide
et monoacide) est dissous dans V = 100 mL d’eau distillée. La solution obtenue à un pH égal
à 4,4. Déterminer la masse d’acide ascorbique et la masse d’ascorbate de sodium contenues
dans ce cachet. On prendra m = 500 mg pour les applications numériques.
Données à 298 K : pK A1 (AscH 2 /AscH − ) = 4, 2 ; pK A2 (AscH − /Asc 2− ) = 11, 6.
Masses molaires a) de l’acide ascorbique : M(AscH 2 ) = 176 g·mol −1 ; b) de l’ascorbate de
sodium : M(AscHNa) = 198 g·mol −1 .
7.8 Titrage du dioxyde de soufre (CCP) (#)
Le dioxyde de soufre a un comportement de diacide dans l’eau. On considère, dans cette
question, que les espèces contenant l’élément soufre présentes en solution aqueuse sont :
SO 2 (aq), HSO
–
3 (aq) et SO
2–
3 (aq). La température est fixée à 298 K. On étudie le dosage de
V 0 = 10,0 mL d’une solution aqueuse de dioxyde de soufre, de concentration notée c SO 2 , par
une solution aqueuse de soude, NaOH, de concentration c = 1,00.10 −1 mol·L −1 . On note
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