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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 500 — #508
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Exercices
CHAPITRE 8 – ÉQUILIBRES DE SOLUBILITÉ
1. Écrire l’équation-bilan de la réaction permettant la définition du produit de solubilité ;
donner l’expression de ce produit de solubilité.
2. Calculer la solubilité, en g·L −1 , du sulfate de baryum dans l’eau pure.
Masses molaires atomiques : 137 g·mol −1 (Ba), 32 g·mol −1 (S), 16 g·mol −1 (O).
Afin de titrer une solution d’ions sulfate SO
2–
4 obtenue par dissolution totale du sulfate de
sodium Na 2 SO 4 (s), on verse une solution de chlorure de baryum (BaCl 2 ) de concentration
c = 5,0.10 −2 mol·L −1 dans un volume v 0 = 100,0 mL de la solution à titrer contenue dans un
bécher. On relève à l’aide d’un conductimètre la conductivité σ de la solution du bécher. Le
tracé de la conductivité en fonction du volume versé permet de repérer le volume équivalent
pour un volume v eq = 12,0 mL de solution de BaCl 2 versé.
3. Proposer un schéma du montage expérimental utilisé.
4. Définir le point équivalent pour ce titrage.
5. Calculer la concentration de l’ion sulfate dans le bécher initial.
6. Montrer que BaSO 4 (s) précipite dès la première goutte de la solution de BaCl 2 versé (1
goutte = 0,05 mL).
7. La conductivité d’une solution aqueuse peut, en première approximation, être calculée par
combinaison linéaire des conductivités molaires limites (λ 0
i ) et des concentrations (c i ) des
différentes espèces en solution : σ = ∑
i
c i λ
0
i .
Donner qualitativement l’allure de la courbe σ = f (v(BaCl 2 )) en la justifiant à l’aide des
valeurs de conductivité molaire limites λ 0
i (en mS·m 2 ·mol −1 ) suivantes :
Ion
Na + Ba 2+ Cl
–
SO
2–
4
H + HO
–
λ 0
i / mS·m 2 ·mol −1 5,0
13,0 7,5 16,0
35 20
8.12 Titrage d’un mélange (Centrale-Supélec) (##)
Données : L’acide chlorhydrique est un acide fort, l’acide méthanoïque est acide faible de
pK A ≈ 4 ; l’hydroxyde de magnésium, de formule Mg(OH) 2 (s) est un précipité de pK s ≈ 11.
La constante d’autoprotolyse de l’eau est K e = 10 −14 . Certaines valeurs numériques sont
arrondies afin de simplifier les applications numériques. On considère une solution aqueuse
contenant de l’acide chlorhydrique (concentration c 1 ), de l’acide méthanoïque (concentration
c 2 ) et du chlorure de magnésium de concentration c 3 . L’ion hydroxyde est un réactif commun
aux trois espèces contenues dans le mélange.
1. Écrire l’équation-bilan de chacune des trois réactions de l’ion hydroxyde sur l’acide chlorhydrique, l’acide méthanoïque, et le chlorure de magnésium ; on les notera respectivement
(1), (2) et (3). Indiquer l’ordre dans lequel ce titrage est réalisé. On suppose que l’on a introduit 0,1 mol de chacun des constituants de la solution et que le volume total a été ajusté
à un litre ; on en prélève 20 mL. On y ajoute une quantité de matière n de soude (hydroxyde
de sodium) suffisamment concentrée pour négliger la variation de volume. On veut suivre
l’avancement des réactions de titrage par la mesure de la conductance de la solution située
dans une cellule de mesure conductimétrique trempée dans le milieu.
2. Quelle différence faites-vous entre les termes conductance et conductivité ?
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CHAPITRE 8 – ÉQUILIBRES DE SOLUBILITÉ
1. Écrire l’équation-bilan de la réaction permettant la définition du produit de solubilité ;
donner l’expression de ce produit de solubilité.
2. Calculer la solubilité, en g·L −1 , du sulfate de baryum dans l’eau pure.
Masses molaires atomiques : 137 g·mol −1 (Ba), 32 g·mol −1 (S), 16 g·mol −1 (O).
Afin de titrer une solution d’ions sulfate SO
2–
4 obtenue par dissolution totale du sulfate de
sodium Na 2 SO 4 (s), on verse une solution de chlorure de baryum (BaCl 2 ) de concentration
c = 5,0.10 −2 mol·L −1 dans un volume v 0 = 100,0 mL de la solution à titrer contenue dans un
bécher. On relève à l’aide d’un conductimètre la conductivité σ de la solution du bécher. Le
tracé de la conductivité en fonction du volume versé permet de repérer le volume équivalent
pour un volume v eq = 12,0 mL de solution de BaCl 2 versé.
3. Proposer un schéma du montage expérimental utilisé.
4. Définir le point équivalent pour ce titrage.
5. Calculer la concentration de l’ion sulfate dans le bécher initial.
6. Montrer que BaSO 4 (s) précipite dès la première goutte de la solution de BaCl 2 versé (1
goutte = 0,05 mL).
7. La conductivité d’une solution aqueuse peut, en première approximation, être calculée par
combinaison linéaire des conductivités molaires limites (λ 0
i ) et des concentrations (c i ) des
différentes espèces en solution : σ = ∑
i
c i λ
0
i .
Donner qualitativement l’allure de la courbe σ = f (v(BaCl 2 )) en la justifiant à l’aide des
valeurs de conductivité molaire limites λ 0
i (en mS·m 2 ·mol −1 ) suivantes :
Ion
Na + Ba 2+ Cl
–
SO
2–
4
H + HO
–
λ 0
i / mS·m 2 ·mol −1 5,0
13,0 7,5 16,0
35 20
8.12 Titrage d’un mélange (Centrale-Supélec) (##)
Données : L’acide chlorhydrique est un acide fort, l’acide méthanoïque est acide faible de
pK A ≈ 4 ; l’hydroxyde de magnésium, de formule Mg(OH) 2 (s) est un précipité de pK s ≈ 11.
La constante d’autoprotolyse de l’eau est K e = 10 −14 . Certaines valeurs numériques sont
arrondies afin de simplifier les applications numériques. On considère une solution aqueuse
contenant de l’acide chlorhydrique (concentration c 1 ), de l’acide méthanoïque (concentration
c 2 ) et du chlorure de magnésium de concentration c 3 . L’ion hydroxyde est un réactif commun
aux trois espèces contenues dans le mélange.
1. Écrire l’équation-bilan de chacune des trois réactions de l’ion hydroxyde sur l’acide chlorhydrique, l’acide méthanoïque, et le chlorure de magnésium ; on les notera respectivement
(1), (2) et (3). Indiquer l’ordre dans lequel ce titrage est réalisé. On suppose que l’on a introduit 0,1 mol de chacun des constituants de la solution et que le volume total a été ajusté
à un litre ; on en prélève 20 mL. On y ajoute une quantité de matière n de soude (hydroxyde
de sodium) suffisamment concentrée pour négliger la variation de volume. On veut suivre
l’avancement des réactions de titrage par la mesure de la conductance de la solution située
dans une cellule de mesure conductimétrique trempée dans le milieu.
2. Quelle différence faites-vous entre les termes conductance et conductivité ?
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