This chemistry question involves key chemical concepts and calculations. The detailed solution below walks through each step, from identifying the reaction type to computing the final answer.
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Voici la correction détaillée de la section "CHIMIE MINERALE". --- CHIMIE MINERALE (3 points) 1- Donner l'équation de la réaction de ce dosage et le pKa du couple (CH₃COOH/CH₃COO⁻). Step 1: Écrire l'équation de la réaction. La réaction de dosage est celle d'un acide faible (acide éthanoïque, CH_3COOH) par une base forte (hydroxyde de sodium, NaOH, dont l'espèce réactive est OH^-). CH_3COOH(aq) + OH^-(aq) CH_3COO^-(aq) + H_2O(l) Step 2: Déterminer le pKa du couple. Le point de demi-équivalence est atteint lorsque la moitié du volume de base nécessaire pour atteindre l'équivalence a été ajoutée. Le volume à l'équivalence V_E est donné comme 18 cm^3. Le volume à la demi-équivalence est V_B, demi = (V_E)/(2) = 18 cm^32 = 9 cm^3. D'après le tableau fourni, pour V_B = 9 cm^3, le pH de la solution est 3,7. Au point de demi-équivalence d'un dosage acide faible/base forte, le pH est égal au pKa du couple acide/base. Donc, pKa = 3,7. 2- a) Calculer la concentration molaire C_A de l'acide éthanoïque. Step 1: Appliquer la relation à l'équivalence. À l'équivalence, le nombre de moles d'acide initialement présent est égal au nombre de moles de base ajoutée. n_A = n_B C_A V_A = C_B V_E Les données sont : • Volume d'acide V_A = 20 cm^3 = 0,020 L. • Concentration de la base C_B = 10^-1 mol.L^-1 = 0,1 mol.L^-1. • Volume de base à l'équivalence V_E = 18 cm^3 = 0,018 L. Step 2: Calculer C_A. C_A = (C_B V_E)/(V_A) = (0,1 mol.L^-1) × (0,018 L)0,020 L C_A = 0,0018 mol0,020 L = 0,09 mol.L^-1 La concentration molaire de l'acide éthanoïque est C_A = 0,09 mol.L^-1. 2- b) En déduire sa masse. Step 1: Calculer le nombre de moles d'acide dans l'échantillon. Le nombre de moles d'acide n_A dans le volume V_A est donné par n_A = C_A V_A. n_A = (0,09 mol.L^-1) × (0,020 L) = 0,0018 mol Step 2: Calculer la masse correspondante. La masse molaire de l'acide éthanoïque est donnée comme M = 60 g.mol^-1. La masse m de l'acide est m = n_A × M. m = (0,0018 mol) × (60 g.mol^-1) m = 0,108 g La masse d'acide éthanoïque dans l'échantillon est m = 0,108 g. 3- Pour V_B = 0 cm^3, calculer les concentrations des espèces chimiques présentes dans la solution. Step 1: Déterminer les concentrations des ions hydronium (H_3O^+) et hydroxyde (OH^-). Pour V_B = 0 cm^3, la solution est l'acide éthanoïque pur avant tout ajout de base. D'après le tableau, le pH est 2,4. La concentration en ions hydronium est : [H_3O^+] = 10^-pH = 10^-2,4 mol.L^-1 [H_3O^+] ≈ 3,98 × 10^-3 mol.L^-1 À 25^, le produit ionique de l'eau K_w = [H_3O^+][OH^-] = 10^-14. La concentration en ions hydroxyde est : [OH^-] = (K_w)/([H)_3O^+] = 10^-1410^-2,4 = 10^-11,6 mol.L^-1 [OH^-] ≈ 2,51 × 10^-12 mol.L^-1 Step 2: Déterminer la concentration de l'ion éthanoate (CH_3COO^-). L'acide éthanoïque est un acide faible qui se dissocie partiellement selon l'équilibre : CH_3COOH(aq) + H_2O(l) CH_3COO^-(aq) + H_3O^+(aq) D'après la stœchiométrie de cette réaction, la concentration en ions éthanoate est égale à la concentration en ions hydronium produits par la dissociation de l'acide. [CH_3COO^-] = [H_3O^+] = 10^-2,4 mol.L^-1 [CH_3COO^-] ≈ 3,98 × 10^-3 mol.L^-1 Step 3: Déterminer la concentration de l'acide éthanoïque non dissocié (CH_3COOH). La concentration initiale de l'acide est C_A = 0,09 mol.L^-1. La concentration à l'équilibre de l'acide non dissocié est la concentration initiale moins la quantité qui s'est dissociée. [CH_3COOH] = C_A - [CH_3COO^-] [CH_3COOH] = 0,09 mol.L^-1 - 10^-2,4 mol.L^-1 [CH_3COOH] = 0,09 - 0,00398 = 0,08602 mol.L^-1 En arrondissant à deux chiffres significatifs : [CH_3COOH] ≈ 0,086 mol.L^-1 Step 4: Résumer les concentrations des espèces chimiques. • [H_3O^+] = 10^-2,4 mol.L^-1 ≈ 3,98 × 10^-3 mol.L^-1 • [OH^-] = 10^-11,6 mol.L^-1 ≈ 2,51 × 10^-12 mol.L^-1 • [CH_3COO^-] = 10^-2,4 mol.L^-1 ≈ 3,98 × 10^-3 mol.L^-1 • [CH_3COOH] = 0,086 mol.L^-1 That's 2 down. 3 left today — send the next one.