Physique

Solutions des exercices : Les hydrocarbures 3e

Classe: 
Troisième

Exercice 1

 

Exercice 2

1) $C_{n}H_{2n+1}\ +\ \left(\dfrac{6n+1}{4}\right)O_{2}\longrightarrow\  nCO_{2}\ +\ \left(\dfrac{2n+1}{2}\right)H_{2}O$
 
2) $C_{n}H_{2n}\ +\ \left(\dfrac{3n}{2}\right)O_{2}\longrightarrow\  nCO_{2}\ +\ nH_{2}O$
 
3) $C_{n}H_{2n-2}\ +\ \left(\dfrac{3n-1}{2}\right)O_{2}\longrightarrow\ nCO_{2}\ +\ (n-1)H_{2}O$

Exercice 3

Un hydrocarbure est un composé chimique constitué uniquement de carbone et d'hydrogène.

En analysant chaque composé :

  • C₂H₄ (éthylène) : Oui Hydrocarbure (C et H seulement)
  • C₂H₆O (alcool) : Non Pas un hydrocarbure (contient O)
  • C₂H₂ (acétylène) : Oui Hydrocarbure (C et H seulement)
  • C₆H₆ (benzène) : Oui Hydrocarbure (C et H seulement)
  • CS₂ (sulfure de carbone) : Non Pas un hydrocarbure (contient S)
  • C₅H₁₂ (pentane) : Oui Hydrocarbure (C et H seulement)
  • H₂S (sulfure d'hydrogène) : Non Pas un hydrocarbure (ne contient pas de C)

Les hydrocarbures sont : C₂H₄, C₂H₂, C₆H₆ et C₅H₁₂

Exercice 4

Donnons la formule chimique :
 
1) d'un alcane dont la molécule renferme 6 atomes de carbone.
 
Soit $C_{n}H_{2n+2}$ un alcane avec 6 atomes de carbone donc, $n=6.$
 
Par suite, $2n+2=2\times 6+2=14$
 
D'où, la formule chimique est : $C_{6}H_{14}$
 
2) d'un alcène dont la molécule renferme 8 atomes d'hydrogène.
 
La formule générale d'un alcène est $C_{n}H_{2n}$, or la molécule renferme $8$ atomes d'hydrogène donc $2n=8\ \Rightarrow\ n=\dfrac{8}{2}=4$
 
D'où, la formule chimique de cet alcène est : $C_{4}H_{8}$
 
3) d'un alcyne dont la molécule renferme $5$ atomes de carbone.
 
La formule générale d'un alcyne est $C_{n}H_{2n-2}$ or, la molécule renferme 5 atomes de carbone donc $n=5\ \Rightarrow\ 2n-2=2\times 5-2=8$
 
D'où, la formule chimique de cet alcyne est : $C_{5}H_{8}$

Exercice 5

1) Trouvons la formule chimique de cet hydrocarbure
 
Soit $C_{x}H_{8}$ dont $M=80\;g/mol$
 
On a :
 
$\begin{array}{rcl} M_{C_{x}H_{8}}=12\times x+8\times 1=80&\Rightarrow&12x=80-8=72\\ \\&\Rightarrow&x=\dfrac{72}{12}\\ \\&\Rightarrow&x=6\end{array}$
 
D'où, la formule chimique de cet hydrocarbure est : $C_{6}H_{8}$
 
2) Calculons le volume de dioxyde de carbone obtenu. 
 
Soit l'équation bilan suivante :
$$C_{6}H_{8}\ +\ 8O_{2}\ \longrightarrow\ 6CO_{2}\ +\ 4H_{2}O$$
On a :
 
$\begin{array}{rcl} \dfrac{n_{C_{6}H_{8}}}{1}=\dfrac{n_{CO_{2}}}{6}&\Rightarrow&6n_{C_{6}H_{8}}=n_{CO_{2}}\times 1\ \text{ or }\ n_{C_{6}H_{8}}=\dfrac{m_{C_{6}H_{8}}}{M_{C_{6}H_{8}}} \\ \\&\Rightarrow&6\times\dfrac{m_{C_{6}H_{8}}}{M_{C_{6}H_{8}}}=n_{CO_{2}}\ \text{ or }\ n_{CO_{2}}=\dfrac{V_{CO_{2}}}{V_{M_{CO_{2}}}}\ (CNTP)\\ \\&\Rightarrow&6\times\dfrac{m_{C_{6}H_{8}}}{M_{C_{6}H_{8}}}=\dfrac{V_{CO_{2}}}{V_{M_{CO_{2}}}}\\ \\&\Rightarrow&V_{CO_{2}}=\dfrac{6\times V_{M_{CO_{2}}}\times m_{C_{6}H_{8}}}{M_{C_{6}H_{8}}}\end{array}$
 
A.N : $V_{CO_{2}}=\dfrac{6\times 22.4\times 20.5}{82}=33.6$
 
Donc, $\boxed{V_{CO_{2}}=33.6\;l}$
 
3) Donnons la formule chimique d'un alcane dont la masse molaire est $72\;g/mol.$
 
La formule générale d'un alcane est $C_{2n}H_{2n+2}$
 
On a :
 
$\begin{array}{rcl} M_{C_{n}H_{2n+2}}=12n+2n+2=72\;g/mol&\Rightarrow&14n+2=72\\ \\&\Rightarrow&14n=70\\ \\&\Rightarrow&n=\dfrac{70}{14}=5\end{array}$
 
D'où, la formule chimique de cet hydrocarbure est : $C_{5}H_{12}$

Exercice 6

Soit l'équation bilan suivante :
$$C_{n}H_{2n+2}\ +\ \left(\dfrac{3n+1}{2}\right)O_{2}\ \longrightarrow\ nCO_{2}\ +\ (n+1)H_{2}O$$
Trouvons la formule brute
 
On a :
 
$\begin{array}{rcl} \dfrac{n_{C_{n}H_{2n+2}}}{1}=\dfrac{n_{CO_{2}}}{n}&\Rightarrow&n\times n_{C_{n}H_{2n+2}}=n_{CO_{2}}\times 1\ \text{ or }\ n_{gaz}=\dfrac{V_{gaz}}{V_{M_{gaz}}}\\ \\&\Rightarrow&\dfrac{nV_{C_{n}H_{2n+2}}}{V_{M_{C_{2}H_{2n+2}}}}=\dfrac{V_{CO_{2}}}{V_{M_{CO_{2}}}} \\ \\&\Rightarrow&nV_{C_{n}H_{2n+2}}=V_{CO_{2}}\\ \\&\Rightarrow&n=\dfrac{V_{C_{n}H_{2n+2}}}{V_{CO_{2}}}\end{array}$
 
A.N : $n=\dfrac{68}{17}=4$
 
D'où, la formule brute de cet alcane est : $C_{4}H_{10}$

Exercice 7

1) Écrivons l'équation bilan de la combustion complète du butane
$$C_{4}H_{10}\ +\ \dfrac{13}{2}O_{2}\ \longrightarrow\ 4CO_{2}\ +\ 5H_{2}O$$
2) Trouvons le volume de dioxygène, mesuré dans les conditions normales, nécessaire pour la combustion complète.
 
Soit l'équation bilan $C_{4}H_{10}\ +\ \dfrac{13}{2}O_{2}\ \longrightarrow\ 4CO_{2}\ +\ 5H_{2}O$ alors, dans les conditions stœchiométriques on a :
 
$\begin{array}{rcl}\dfrac{n_{C_{4}H_{10}}}{1}=\dfrac{n_{O_{2}}}{\dfrac{13}{2}}&\Rightarrow&13n_{C_{4}H_{10}}=2n_{O_{2}}\times 1\ \text{ or }\ n_{C_{4}H_{10}}=\dfrac{m_{C_{4}H_{10}}}{M_{C_{4}H_{10}}}\\ \\&\Rightarrow&13\times\dfrac{m_{C_{4}H_{10}}}{M_{C_{4}H_{10}}}=2n_{O_{2}}\ \text{ or }\ n_{O_{2}}=\dfrac{V_{O_{2}}}{V_{M_{O_{2}}}}\ (CNTP)\\ \\&\Rightarrow&13\times\dfrac{m_{C_{4}H_{10}}}{M_{C_{4}H_{10}}}=\dfrac{2V_{O_{2}}}{V_{M_{O_{2}}}} \\ \\&\Rightarrow&V_{O_{2}}=\dfrac{13\times V_{M_{O_{2}}}\times m_{C_{4}H_{10}}}{2\times M_{C_{4}H_{10}}}\end{array}$
 
avec $M_{C_{4}H_{10}}=58\;g/mol\ $ et $\ V_{M_{O_{2}}}=22.4\;mol/l$ 
 
A.N : $V_{O_{2}}=\dfrac{13\times 22.4\times 13\;10^{3}}{2\times 58}=32634.482$
 
Donc, $\boxed{V_{O_{2}}=32634.5\;l}$
 
Déduisons en le volume d'air nécessaire.
 
Dans la composition de l'air on a $21\%$ de $O_{2}$.
 
Donc, $\dfrac{V_{O_{2}}}{V_{air}}\times 100=21\ \Rightarrow\ V_{air}=\dfrac{V_{O_{2}}\times 100}{21}$
 
A.N : $V_{air}=\dfrac{32634.5\times 100}{21}=155402.4$
 
D'où, $\boxed{V_{air}=155402.4\;l}$

Exercice 8

On a $C_{12}H_{26}$
 
Posons :
 
$\begin{array}{rcl} n=12&\Rightarrow&2n=24\\&\Rightarrow&2n+2=26\end{array}$
 
Alors, cet hydrocarbure peut s'écrire sous la forme $C_{n}H_{2n+2}$ donc il appartient à la famille des alcanes.
 
Calculons masse minimale de dioxygène qu'il faut prévoir pour brûler les $600$ tonnes de kérosène.
 
Équation bilan de la réaction : $C_{12}H_{26}\ +\ \dfrac{37}{2}O_{2}\ \longrightarrow\ 12CO_{2}\ +\ 13H_{2}O$
 
Pour une combustion complète du kérosène, on a :
 
$\begin{array}{rcl} \dfrac{n_{C_{12}H_{26}}}{1}=\dfrac{n_{O_{2}}}{\dfrac{37}{2}}&\Rightarrow&37n_{C_{12}H_{26}}=2n_{O_{2}}\times 1\ \text{ or }\ n_{C_{12}H_{26}}=\dfrac{m_{C_{12}H_{26}}}{M_{C_{12}H_{26}}}\\ \\&\Rightarrow&37\times\dfrac{m_{C_{12}H_{26}}}{M_{C_{12}H_{26}}}=2\times\dfrac{m_{O_{2}}}{M_{O_{2}}}\\ \\&\Rightarrow&m_{O_{2}}=\dfrac{37\times M_{O_{2}}\times m_{C_{12}H_{26}}}{2\times M_{C_{12}H_{26}}}\end{array}$
 
avec $M_{C_{12}H_{26}}=12\times 12+26\times 1=170\;g/mol\ $ et $\ M_{O_{2}}=2\times 16\;mol/l$
 
A.N : $m_{O_{2}}=\dfrac{37\times 32\times 600\;10^{6}}{2\times 170}=2089411.765$
 
Donc, $\boxed{m_{O_{2}}=2.089\;tonnes}$

Exercice 9

1) Écrivons l'équation bilan de la combustion complète du composé $A$
 
$A$ est un hydrocarbure donc $A$ est de la forme $C_{x}H_{y}$
$$\left(x+\dfrac{y}{4}\right)O_{2}+C_{x}H_{y}\longrightarrow xCO_{2}+\dfrac{y}{2}H_{2}O$$
2) Déterminons le volume de $O_{2}$ réagi et de $CO_{2}$ formé.
 
Après refroidissement, on constate qu'il reste dans l'eudiomètre un mélange gazeux constitué de $40\;cm^{3}$ de dioxyde de carbone et $20\;cm^{3}$ de dioxygène.
 
Donc le volume de $O_{2}$ réagi est donné par $V_{O_{2}}=80\;cm^{3}-20\;cm^{3}=60\;cm^{3}$ et le volume de $CO_{2}$ formé reste égal à $40\;cm^{3}.$
 
3) Déterminons la formule brute du composé $A$
 
Soit $n$ le nombre de mols et $V$ le volume de gaz, alors $n=\dfrac{V}{V}_{m}$
 
Cherchons $x$
 
On a : $\ \dfrac{n(O_{2})}{x+\dfrac{y}{4}}=n(C_{x}H_{y})=\dfrac{n(CO_{2})}{x}$
 
Or, $\ n(C_{x}H_{y})=\dfrac{V_{C_{x}H_{y}}}{V_{m}}$
 
Donc, $\dfrac{n(CO_{2})}{x}=\dfrac{V_{C_{x}H_{y}}}{V_{m}}\ $ avec, $\ n(CO_{2})=\dfrac{V_{CO_{2}}}{V_{m}}$
 
Par suite,
 
$\begin{array}{rcl}\dfrac{V_{C_{x}H_{y}}}{V_{m}}=\dfrac{\dfrac{V_{CO_{2}}}{V_{m}}}{x}&\Rightarrow&\dfrac{V_{C_{x}H_{y}}}{V_{m}}=\dfrac{V_{CO_{2}}}{V_{m}\times x}\\ \\&\Rightarrow&V_{C_{x}H_{y}}=\dfrac{V_{CO_{2}}}{x}\\ \\&\Rightarrow&x=\dfrac{V_{Co_{2}}}{V_{C_{x}H_{y}}}\end{array}$
 
A.N : $x=\dfrac{40}{10}=4\ \Rightarrow\ \boxed{x=4}$
 
Cherchons $y$
 
On a :
 
$\begin{array}{rcl}\dfrac{n(O_{2})}{x+\dfrac{y}{4}}=\dfrac{n(CO_{2})}{x}&\Rightarrow&x\;n(O_{2})=\dfrac{4x+y}{4}\left[n(CO_{2})\right]\\ \\&\Rightarrow&\dfrac{x(V_{O_{2}})}{V_{m}}=\dfrac{4x+y}{4}\left(\dfrac{V_{CO_{2}}}{V_{m}}\right)\\ \\&\Rightarrow&\dfrac{x\;V_{O_{2}}}{V_{m}}=\dfrac{(4x+y)(V_{CO_{2}})}{4 V_{m}}\\ \\&\Rightarrow&60x=\dfrac{(4x+y)40}{4}\\ \\&\Rightarrow&240x=40(4x+y)\end{array}$
 
Or, $x=4$ donc $960=640+40y\ \Rightarrow\ y=\dfrac{960-640}{40}$
 
D'où, $\boxed{y=8}$
 
La formule brute de $A$ est donc : $\boxed{C_{4}H_{8}}$

Exercice 10

Complétons les phrases ci-dessous
 
1) Les hydrocarbures sont des composés ne contenant que les éléments carbone et hydrogène. Les alcanes ont pour formule générale $C_{n}H_{2n+2}.$
 
2) Les alcènes ont pour formule générale $C_{n}H_{2n}$
 
3) L'acétylène de formule $C_{2}H_{2}$ est un hydrocarbure appartenant à la famille des alcynes.
 
4) La combustion complète d'un hydrocarbure dans le dioxygène donne du dioxyde de carbone et de l'eau.
 
5) Si la combustion est incomplète, il se forme entre autres des fumées noires de carbone.

Exercice 11

1) Un hydrocarbure est un corps organique dont la molécule ne renferme que du carbone et de l'hydrogène.
 
2) Citons trois familles d'hydrocarbures et précisons leurs formules générales :
 
$-\ $ Les alcanes sont des hydrocarbures de formule générale $C_{n}H_{2n+2}.$
 
$-\ $ Les hydrocarbures dont la formule générale est $C_{n}H_{2n}$ sont appelés alcènes.
 
$-\ $ Parmi les familles d'hydrocarbures, il existe celle dont la formule générale est $C_{n}H_{2n-2}\ :$ c'est la famille des alcynes.
 
3) En précisant leurs familles, déterminons ceux qui sont des hydrocarbures parmi les corps suivants :
 
$\centerdot\ C_{3}H_{4}\ $ cette molécule est composée de trois atomes de carbone et quatre atomes d'hydrogène. Donc, c'est un hydrocarbure.
 
Soit : $n=3 \Rightarrow 2n=2\times 3=6$
 
Or, $4=6-2 \Rightarrow 4=2n-2$ donc, cette molécule appartient à la famille à la famille des hydrocarbures dont la formule générale est $C_{n}H_{2n-2}\ :$ c'est un alcyne
 
$\centerdot\ CO_{2}\ :$ dans cette molécule, il y a un atome de carbone et deux atomes d'oxygène : elle n'est pas un hydrocarbure.
 
$\centerdot\ NH_{3}\ :$ il y a un atome d'azote et trois atomes d'hydrogène dans cette molécule. elle n'est pas hydrocarbure.
 
$\centerdot\ H_{2}O\ :$ la molécule d'eau est composée de deux atomes d'hydrogène et un atome de d'oxygène : l'eau n'est pas un hydrocarbure.
 
$\centerdot\ C_{2}H_{2}\ :$ cette molécule est composée de deux atomes de carbone et deux atomes d'hydrogène : c'est un hydrocarbure.
 
Soit : $n=2 \Rightarrow 2n=4\ $ et $\ 2=4-2=2n-2.$
 
D'où, ce composé appartient à la famille des alcynes dont la formule générale est $C_{n}H_{2n-2}.$
 
$\centerdot\ O_{2}\ :$ Le dioxygène est une molécule diatomique. Donc il n'est pas hydrocarbure.
 
$\centerdot\ CH_{4}\ :$ il y a un atome de carbone et quatre atomes d'hydrogène dans cette molécule : c'est un hydrocarbure.
 
Soit : $n=1 \Rightarrow 2n=2\ $ et $\ 4=2+2.$
 
D'où la formule générale de cet hydrocarbure est $C_{n}H_{2n+2}\ :$ c'est un alcane.

Exercice 12

1) Identification d'un alcane
 
a) Déterminons l'expression de la masse molaire moléculaire d'un alcane possédant $n$ atomes de carbone :
 
Soit un alcane de formule général $C_{n}H_{2n+2}$ alors, sa masse molaire moléculaire est :
 
$\begin{array}{rcl} M(C_{n}H_{2n+2})&=&12\times n+1(2n+2)\\ \\&=&12n+2n+2\\ \\&=&14n+2\end{array}$
 
Donc, $\boxed{M(C_{n}H_{2n+2})=14n+2}$
 
b) En déduisons la formule brute d'un alcane dont la masse molaire est $M=30\,g\cdot mol^{-1}$
 
On a : $M(C_{n}H_{2n+2})=14n+2\ $ or, $M(C_{n}H_{2n+2})=30$ donc,
 
$\begin{array}{rcl} 14n+2=30&\Rightarrow&14n=30-2=28\\ \\&\Rightarrow&n=\dfrac{28}{14}\\ \\&\Rightarrow&n=2\end{array}$
 
Ainsi, $\boxed{n=2}$
 
D'où : la formule brute de cet alcane est :
$$\boxed{C_{2}H_{6}}$$
2) identification d'un alcène
 
a) Déterminons l'expression de sa masse molaire
 
Soit un alcène de formule général $C_{n}H_{2n}$ alors, sa masse molaire est donnée par :
 
$\begin{array}{rcl} M(C_{n}H_{2n})&=&12\times n+1\times 2n\\ \\&=&12n+2n\\ \\&=&14n\end{array}$
 
Donc, $\boxed{M(C_{n}H_{2n})=14n}$
 
b) En déduisons la formule brute d'un alcène dont la masse molaire est $28\,g\cdot mol^{-1}$
 
Soit : $M(C_{n}H_{2n})=14n.$ Comme $M=28$ alors, on a :
 
$\begin{array}{rcrcl} 14n=28&\Rightarrow&n&=&\dfrac{28}{14}\\ \\&\Rightarrow&n&=&2\end{array}$
 
Donc, $\boxed{n=2}$
 
D'où, la formule brute de cet alcène est :
$$\boxed{C_{2}H_{4}}$$
3) Identification d'un alcyne
 
a) Déterminons l'expression de la masse molaire d'un alcyne possédant $n$ atomes de carbone
 
On a :
 
$\begin{array}{rcl} M(C_{n}H_{2n-2})&=&12\times n+1(2n-2)\\ \\&=&12n+2n-2=14n-2\\ \\&=&14n-2\end{array}$
 
Donc, $\boxed{M(C_{n}H_{2n-2})=14n-2}$
 
b) En déduisons la formule brute d'un alcyne de masse molaire $M=26\,g\cdot mol^{-1}$
 
Soit $M(C_{n}H_{2n-2})=14n-2\ $ or, $M=26$ donc, on a :
 
$\begin{array}{rcl} 14n-2=26&\Rightarrow&14n=26+2=28\\ \\&\Rightarrow&n=\dfrac{28}{2}\\ \\&\Rightarrow&n=2\end{array}$
 
Donc, $\boxed{n=2}$
 
D'où, la formule brute est donnée par :
$$\boxed{C_{2}H_{2}}$$
4) La densité d'un alcane gazeux est $2$
 
a) Rappelons la formule de la densité d'un gaz par rapport à l'air :
$$\boxed{d=\dfrac{M}{29}}$$
b) Trouvons la formule brute de l'alcane :
 
On a :
 
$\begin{array}{rcl} d=\dfrac{M}{29}=2&\Rightarrow&M=29\times 2\\ \\&\Rightarrow&M=58=14n+2\\ \\&\Rightarrow&58-2=14n\\ \\&\Rightarrow&n=\dfrac{56}{14}\\ \\&\Rightarrow&n=4\end{array}$
 
Donc, $\boxed{n=4}$
 
Ainsi, la formule brute de l'alcane est donnée par :
$$\boxed{C_{4}H_{10}}$$

Exercice 13

Complétons et équilibrons les équations
 
$C_{3}H_{8}\ +\ 5O_{2}\ \longrightarrow\ 3CO_{2}\ +\ 4 H_{2}O$
 
$C_{2}H_{4}\ +\ 3O_{2}\ \longrightarrow\ 2CO_{2}\ +\ 2H_{2}O$
 
$C_{2}H_{2}\ +\ \dfrac{5}{2}O_{2}\ \longrightarrow\ H_{2}O\ +\ 2CO_{2}$
 
$C_{4}H_{10}\ +\ \dfrac{13}{2}O_{2}\ \longrightarrow\ 4CO_{2}\ +\ 5H_{2}O$

Exercice 14

Le méthane $CH_{4}$ brule dans le dioxygène $O_{2}$ en donnant du dioxyde de carbone $CO_{2}$ et de l'eau $H_{2}O.$
 
1) Écrivons l'équation bilan de la réaction
$$CH_{4}\ +\ 2O_{2}\ \longrightarrow\ CO_{2}\ +\ 2H_{2}O$$
2) Donnons l'interprétation du bilan en mole
 
Une mole de méthane réagit avec deux moles de dioxygène pour donner une mole de dioxyde de carbone et deux moles d'eau.
 
Ainsi,
$$\dfrac{n(CH_{4})}{1}=\dfrac{n(O_{2})}{2}=\dfrac{n(CO_{2})}{1}=\dfrac{n(H_{2}O)}{2}$$
3) On dispose de trois moles de méthane.
 
a) Déterminons la quantité de matière de dioxygène nécessaire pour que la combustion soit complète.
 
D'après la question 2), on a :
 
$\dfrac{n(CH_{4})}{1}=\dfrac{n(O_{2})}{2}\ \Rightarrow\ n(O_{2})=2n(CH_{4})$
 
A.N : $n(O_{2}=2\times 3=6$
 
D'où,
$$\boxed{n(O_{2})=6\,mol}$$
b) Calculons :
 
$-\ $ Le volume de dioxyde de carbone
 
On a : $n=\dfrac{V}{V_{M}}\ \Rightarrow\ V=n\times V_{M}\ $ avec, $V_{M}=24\,L\cdot mol^{-1}$
 
Détermination de $n(CO_{2})$ 
 
On a : $\dfrac{n(CH_{4})}{1}=\dfrac{n(CO_{2})}{1}\ \Rightarrow\ n(CO_{2})=n(CH_{4})=3\,mol$
 
A.N : $V(CO_{2})=3\times24$
 
Ainsi,
$$\boxed{V(CO_{2})=72\,L}$$
$-\ $ La masse d'eau formée
 
On a : $n=\dfrac{m}{M}\ \Rightarrow\ m=n\times M\ $ or,
 
$\begin{array}{rcl} M(H_{2}O)&=&2M(H)+M(O)\\ \\&=&2\times 1+16\\ \\&=&18\,g\cdot mol^{-1}\end{array}$
 
De plus, $n(H_{2}O)=2n(CH_{4})=2\times 3=6\,mol$, d'après le bilan molaire.
 
Donc, $m(H_{2}O)=6\times 18=108$
 
D'où,
$$\boxed{m(H_{2}O)=108\,g}$$


Auteur: 
Aliou ndiaye

Exercices sur les hydrocarbures 3e

Classe: 
Troisième

Exercice 1  

Indiquer les mots permettant de remplir la grille

Horizontalement :

1 : corps organiques constitués de carbone et d'hydrogène
 
7 : premier hydrocarbure de la famille des alcynes
 
9 : sa formule chimique est $C_{2}H_{4}$

Verticalement :

1 : un des constituants des hydrocarbures
 
7 : sa combustion complète donne du dioxyde de carbone
 
8 : hydrocarbures de formule générale $C_{n}H_{2n-2}$
 
11 : hydrocarbure sature de masse molaire $58\; g.mol^{-1}$

 

 

Exercice 2    

Équilibrer chacune des équations chimiques générales suivantes
 
1) $C_{n}H_{2n+1}\ +\ O_{2}\longrightarrow\  CO_{2}\ +\ H_{2}O$
 
2) $C_{n}H_{2n}\ +\ O_{2}\longrightarrow\  CO_{2}\ +\ H_{2}O$
 
3) $C_{n}H_{2n-2}\ +\ O_{2}\longrightarrow\  CO_{2}\ +\ H_{2}O$

Exercice 3      

Quels sont, parmi les corps suivants, ceux qui sont des hydrocarbures ?

$C_{2}H_{4}$ éthylène ; $C_{2}H_{6}O$ alcool ; $C_{2}H_{2}$ acétylène ; $C_{6}H_{6}$ benzène ; $CS_{2}$ sulfure de carbone ; $C_{5}H_{12}$ pentane ; $H_{2}S$ sulfure d'hydrogène.

Exercice 4     

Donner la formule chimique :
 
1) d'un alcane dont la molécule renferme 6 atomes de carbone
 
2) d'un alcène dont la molécule renferme 8 atomes d'hydrogène
 
3) d'un alcyne dont la molécule renferme 5 atomes de carbone.

Exercice 5     

L'analyse d'un hydrocarbure a permis de noter que sa molécule renferme huit (8) atomes d'hydrogène et de masse molaire $80\;g/mol$.
 
1) Trouver la formule chimique de cet hydrocarbure.
 
2) Calculer le volume de dioxyde de carbone que l'on obtient dans les conditions normales en faisant la combustion complète de $20.5\;g$ de cet hydrocarbure.

3) Un alcane a une masse molaire de $72\;g/mol$, donner sa formule chimique.

Exercice 6     

On brûle $17\;cm^{3}$ d'un alcane gazeux dans un excès de dioxygène. Après cette combustion complète, il s'est formé $68\;cm^{3}$ de dioxyde de carbone. Trouver la formule brute de l'alcane brûlé.

Exercice 7    

Une bouteille de butagaz contient $13\;kg$ de butane $C_{4}H_{10}$.
 
1) Écrire l'équation bilan de la combustion complète du butane
 
2) Trouver le volume de dioxygène, mesuré dans les conditions normales, nécessaire pour assurer cette combustion. En déduire le volume d'air nécessaire.

Exercice 8    

Dans le kérosène, carburant des avions à réaction, on trouve un hydrocarbure de formule $C_{12}H_{26}$ que l'on appelle le duodécane ; à quelle famille d'hydrocarbure appartient-il ?

Quelle masse minimale de dioxygène faut-il prévoir pour brûler les 600 tonnes de kérosène que contient le premier étage de la fusée Saturne V, lanceur du programme Apollo.

Exercice 9     

On introduit dans un tube appelé eudiomètre, $10\;cm^{3}$ d'un hydrocarbure gazeux $A$ et $80\;cm^{3}$ de dioxygène. On fait jaillir une étincelle qui déclenche la combustion complète du mélange. Après refroidissement, il reste dans l'eudiomètre un mélange gazeux dont l'analyse révèle qu'il est constitué de $40\;cm^{3}$ de dioxyde de carbone et $20\;cm^{3}$ de dioxygène. Le volume molaire dans les conditions normales est $V_{m}=22.4\;L/mol.$
 
1) Écris l'équation bilan de la combustion complète du composé $A.$
 
2) Détermine le volume de dioxygène réagi et le volume de dioxyde de carbone formé.
 
3) Déduis en la formule brute du composé $A.$

Activités

Masses molaires atomiques : 
 
$M(H)=1g\cdot mol^{-1}$ ; $M(C)=12g\cdot mol^{-1}$ ; $M(O)=16g\cdot mol^{-1}$
 
Volume molaire des gaz dans les conditions expérimentales : 
 
$V_{M}=24L\cdot mol^{-1}$
 
Décris des expériences à faire pour montrer que, lors de la combustion du butane (briquet), il se forme de l'eau et du dioxyde de carbone.

Exercice 10 Contrôle de connaissances    

Compléter les phrases ci-dessous.
 
1) Les hydrocarbures sont des composés ne contenant que les éléments .......... et ................
 
Les alcanes ont pour formule générale ...............
 
2) Les alcènes ont pour formule générale ..............
 
3) L'acétylène de formule $C_{2}H_{2}$ est un hydrocarbure appartenant à la famille des ................
 
4) La combustion complète d'un hydrocarbure dans le dioxygène donne ............. et de ..............
 
5) Si la combustion est ............., il se forme entre autres des fumées noires de carbone.

Exercice 11 Identifier la famille à laquelle appartient un hydrocarbure à partir de sa formule brute.   

1) Définis un hydrocarbure
 
2) Cite trois familles d'hydrocarbures et préciser leurs formules générales
 
3) Parmi les corps suivants, lesquels sont des hydrocarbures ;
 
Préciser leur famille.
 
$C_{3}H_{4}$ ; $CO_{2}$ ; $NH_{3}$ ; $H_{2}O$ ; $C_{2}H_{2}$ ; $O_{2}$ ; $CH_{4}$

Exercice 12 Identifier un hydrocarbure à partir de sa masse molaire     

1) Identifier un alcane
 
a) Déterminer l'expression de la masse molaire moléculaire d'un alcane possédant $n$ atomes de carbone.
 
b) Déduis-en la formule brute d'un alcane dont la masse molaire est $M=30g\cdot mol^{-1}.$
 
2) Identifier un alcène
 
a) Déterminer l'expression de la masse molaire moléculaire d'un alcène possédant $n$ atomes de carbone
 
b) Déduis-en la formule brute d'un alcène dont la masse molaire est $M=28g\cdot mol^{-1}.$
 
3) Identifier un alcène
 
a) Déterminer l'expression de la masse molaire moléculaire d'un alcyne possédant $n$ atomes de carbone.
 
b) Déduis-en la formule brute d'un alcène dont la masse molaire est $M=26g\cdot mol^{-1}.$
 
4) La densité d'un alcane gazeux est $2$
 
a) Rappelle la formule de la densité d'un gaz par rapport à l'air.
 
b) Trouve la formule brute de l'alcane.

Exercice 13 Équation-bilan de la combustion complète d'un hydrocarbure     

Complète et équilibre les équations
 
$C_{3}H_{8}\ +\ \ldots\ \rightarrow\ CO_{2}\ +\ H_{2}O$
 
$C_{2}H_{4}\ +\ O_{2}\ \rightarrow\ CO_{2}\ +\ \ldots$
 
$C_{2}H_{2}\ +\ O_{2}\ \rightarrow\ H_{2}O\ +\ \ldots$
 
$C_{4}H_{10}\ +\ O_{2}\ \rightarrow\ CO_{2}\ +\ H_{2}O$

Exercice 14 Utiliser l'équation bilan de la combustion complète d'un hydrocarbure     

Le méthane $CH_{4}$ brûle dans le dioxygène $O_{2}$ en donnant du dioxyde de carbone $CO_{2}$ et de l'eau $H_{2}O$
 
1) Écris l'équation bilan de la réaction
 
2) Donne l'interprétation du bilan en mole
 
3) On dispose de $3$ mol de méthane
 
a) Quelle quantité de matière de dioxygène faut-il pour que la combustion soit complète.
 
b) Calcule le volume de dioxyde de carbone et la masse d'eau formés

Exercice 15 Du gaz à la cuisine

Un alcane $A$ est utilisé comme gaz de cuisine
 
La masse molaire moléculaire de $A$ est de $M=58g\cdot mol^{-1}.$
 
1) Rappelle la formule générale des alcanes en fonction du $n$ d'atomes de carbone.
 
2) Trouve la formule brute de l'alcane $A$ et donner son nom.
 
3) La combustion complète d'une masse m de l'alcane $A$ produit $4$ moles de dioxyde de carbone.
 
a) Écris l'équation-bilan de la réaction.
 
b) Trouve la masse $m$ d'alcane utilisée.

Exercice 16 soudure métallique

La combustion complète de l'acétylène produit une quantité de chaleur qui permet d'atteindre des températures élevées.
 
Cette combustion est utilisée dans le chalumeau oxyacétylénique pour effectuer des soudures métalliques
 
L'acétylène encore appelé éthyne, a pour formule brute $C_{2}H_{2}$
 
1) A quelle famille d'hydrocarbure appartient l'acétylène ?
 
2) Écris la formule générale des hydrocarbures de cette famille
 
3) Écris l'équation bilan de la combustion complète de l'acétylène dans le dioxygène.
 
4) On brule complètement 48L de gaz acétylène dans l'air
 
a) Calculer le volume de dioxygène nécessaire pour cette combustion.
 
b) Quel est le volume d'air utilisé sachant que l'air renferme en volume $\dfrac{1}{5}$ de dioxygène

Exercice supplémentaire Exclusif document.

Mort des enfants de la famille [...] aux Parcelles assainies : 
 
Les résultats de l'autopsie.
 
Le certificat de genre de mort est sans ambages. 
 
Il a révélé que les cinq enfants de la famille [...] de l'Unité $17$ des Parcelles Assainies sont morts par asphyxie après avoir inhalé de la fumée provenant d'un incendie.
Source : un journal dakarois publié le $13$ mai $2017.$
 
En effet tous les ans, au Sénégal, surtout en période de fraicheur, des personnes s'intoxiquent en brûlant du charbon dans des fourneaux comme l'indique la photo ci-dessous.
 
 
 
1) Indique le gaz responsable de cette intoxication.
 
2) Explique comment il est produit.
 
3) Propose une action que l'on doit faire pour éviter le risque d'intoxication.
 

$\begin{array}{c}\blacktriangleright\,\boxed{\text{Correction des exercices}}\end{array}$

Source: 
irempt.ucad.sn & ADEM

Exercices sur action à froid des acides dilués sur les métaux usuels 3e

Classe: 
Troisième

Exercice 1

Donner les mots qui permettent de remplir correctement la grille ci-contre.
 
Horizontalement
 
1 à froid, ce métal ne réagit qu'avec l'acide chlorhydrique dilué
 
4 celui d'aluminium se note $AlCl_{3}$.
 
6 métal qui réagissent à froid avec $HCl,\ H_{2}SO_{4}$ et $HNO_{3}$ dilués
 
8 produit de l'action de l'acide sulfurique sur les métaux.
 
Verticalement :
 
1 solutions qui attaquent certaines métaux
 
4 métal liquide à l'état naturel.
 
11 qualité des réactions du plomb avec certains acides

 

 

Exercice 2

Compléter et équilibrer chacune des équations chimiques ci-dessous.
 
$\ldots\ldots\ +\ \text{ acide chlorhydrique } \longrightarrow\quad AlCl_{3}\ +\ \ldots$.
 
$Zn\ +\ \ldots\ldots\longrightarrow\quad ZnSO_{4}\ +\ H_{2}$
 
$Pb\ +\ \ldots\ldots \longrightarrow\quad PbCl_{2}\ +\ \ldots.$
 
$Fe\ +\ HCl \longrightarrow\quad\ldots\ +\ \ldots$.

Exercice 3

Sur chacun des métaux contenus dans les tubes à essais ci contre, on verse de l'acide chlorhydrique dilué en excès.
 
1) Indiquer les observations que l'on peut faire au niveau de chaque tube.
 
2) On recueillit $56\;mL$ de gaz au niveau d'un des tubes , calculer la masse de métal qu'il contenait.

 

 

Exercice 4

Citer, parmi les métaux usuels, deux métaux attaqués à froid par les trois acides dilués $HCl,\ H_{2}SO_{4},\ HNO_{3}$. Donner alors les produits de chacune des réactions et écrire éventuellement l'équation bilan correspondante.

Exercice 5

On verse un excès d'acide chlorhydrique $HCl$ dilué sur un mélange de cuivre et d'aluminium.
 
1) Dites ce qui se passe et écrivez l'équation bilan de la réaction.
 
2) A la fin du phénomène observé, on y verse ensuite de l'acide nitrique dilué. Qu'est-ce qu'on observe ? expliquez.

Exercice 6

Vous disposez de trois bidons : un en fer, un en aluminium et un en cuivre. Dites, en motivant votre choix, Quel(s) bidon(s) peut-on utiliser pour conserver :
 
1) de l'acide chlorhydrique dilué.
 
2) de l'acide sulfurique dilué.

Exercice 7

On fait réagir entièrement $10\;mL$ d'une solution d'acide chlorhydrique dilué avec $56\;mg$ de fer.
 
1) Calculer la masse de chacun des produits obtenus
 
2) Quelle est la molarité de la solution d'acide chlorhydrique utilisé ?

Exercice 8

On considère l'action de l'acide chlorhydrique dilué sur l'aluminium d'une part et sur le zinc d'autre part.
 
1) Écrire les équations bilan de chacune de ces réactions chimiques.
 
2) Quelle masse d'aluminium faut-il utiliser pour obtenir le même volume de dihydrogène, dans les conditions normales, qu'avec $6.54\;g$ de zinc.

Exercice 9

Un technicien de laboratoire veut obtenir $1.12\;L$ de dihydrogène dans les conditions normales. Il dispose de deux acides dilués (acide nitrique et acide chlorhydrique) et de trois métaux (plomb, fer et cuivre).
 
1) Indiquer les réactifs qu'il devra utiliser et écrire l'équation bilan de la réaction à réaliser. (1.5pt)
 
2) Calculer la masse de chacun des réactifs utilisés. (3pts)
 
3) Justifier de manière précise et sommaire le choix de ce laborantin. (1.5pt)
 
Prendre : $Al=27\;g/mol\;;\ Cl=35.5\;g/mol\;;\ Fe=56\;g/mol\;;\ Zn=65.4\;g/mol\;;\ H=1\;g/mol$.
 

$\begin{array}{c}\blacktriangleright\,\boxed{\text{Correction des exercices}}\end{array}$

Source: 
irempt.ucad.sn

Exercices sur les métaux 3e

Classe: 
Troisième

Exercice 1

Indiquer le mots permettant de remplir correctement la grille ci-contre
 
Horizontalement :
 
2 – à l'air libre, il donne un oxyde plus réfractaire qui le protège même liquide.
 
4 – il est le meilleur conducteur d'électricité parmi les métaux usuels
 
Verticalement :
 
2 – c'est le plus lourd des métaux usuels, il possède trois (3) variétés d'oxydes
 
7 – son oxyde entre souvent dans la fabrication de peintures et de médicaments.
 
11 – sans protection, il est détruit par l'air libre.

 

 

Exercice 2

Répondre par Vrai (V) ou Faux (F) en mettant une croix (X) sur la bonne réponse
 
1) Le bronze est :
 
un métal
un alliage
un corps métallique
un non métal
 
2) La corrosion d'un métal est :
 
la perte de son éclat métallique
le changement de son état physique
 
3) A l'air libre, ce métal sécrète sa propre protection :
 
le plomb
le fer
le cuivre
 
4) La rouille est :
 
la couche qui recouvre tout métal
Le résultat de la corrosion du fer
L'oxyde ferrique humide

Exercice 3

1) Pourquoi recouvre-t-on le fer de peinture ?
 
2) Qu'est-ce que le fer blanc ? le fer galvanisé ?
 
3) Que se passe-t-il quand on expose, à l'air libre,
 
3-1) l'aluminium
 
3-2) le zinc
 
3-3) quelle différence y a-t-il entre la corrosion de ces métaux et celle du fer ?

Exercice 4

1) Décrire l'action de l'air sur le zinc à froid puis à chaud.
 
2) Quelle masse d'oxyde de zinc obtient-on en brûlant complètement $13\;g$ de zinc dans du dioxygène pur ?

Exercice 5

Un morceau de fer de masse $20\;g$ est abandonné à l'air libre il s'enrouille. Ramassé, décapé et poli, le morceau perd 1/4 de sa masse initiale. Sachant que la rouille formée se compose de 5 moles d'eau pour une mole d'oxyde ferrique soit $Fe_{2}O_{3}\;;\ 5H_{2}O$, trouvez :
 
1) La masse de fer oxydé et en déduire la masse d'oxyde ferrique formé.
 
2) La masse d'eau contenue dans la rouille formée.
 
3) La masse de rouille formée
 
4) La masse du morceau de fer rouillé avant son nettoyage.

Exercice 6

Chauffé dans un courant de dioxygène, l'oxyde de plomb $PbO$ se transforme en minium $Pb_{3}O_{4}$.
 
1) Écrire l'équation bilan de la réaction.
 
2) Calculer la masse molaire du minium.
 
3) Sachant que dans les conditions de cette expérience, une mole de gaz occupe $22.4\;L$, quel volume de dioxygène faut-il pour obtenir $13.7\;kg$ de minium ?

Exercice 7

En brûlant le cuivre dans l'air, on obtient deux oxydes de cuivre.
 
1) Lesquels, écrivez les équations bilan respectives de leurs formations.
 
2) Calculer le volume de dioxygène nécessaire pour obtenir $7.2\;g$ d'oxyde cuivreux.
 
3) Quelle est la masse de cuivre ainsi oxydé ?
 
Prendre :
 
$O=16\;g/mol\;;\ Pb=207\;g/mol\;;\ Fe=56g/mol\;;\ Cu=64\;g/mol\;;\ H=1\;g/mol\;;\ Zn=65\;g/mol$

Activité

1) Compléter le tableau
$$\begin{array}{|l|c|c|c|c|c|} \hline \text{Métal}&\text{Al}&\text{Zn}&\text{Fe}&\text{Pb}&\text{Cu}\\ \hline \text{Couleur}& & & & &\\ \hline \text{Comportement à l'air humide}& & & & &\\ \hline \text{Utilisation usielle}& & & & &\\ \hline \end{array}$$
 
2) Décris une expérience qui permet de distinguer une lame de fer et une lame de cuivre

Exercice 8 Oxydation de métal à chaud

A chaud, le dioxygène réagit avec le fer pour donner de l'oxyde magnétique de fer $\left(Fe_{3}O_{4}\right).$ 
 
Dans les mêmes conditions, le dioxygène réagit avec l'aluminium pour donner de l'oxyde d'aluminium ou alumine $\left(Al_{2}O_{3}\right).$
 
Écris l'équation-bilan de chaque réaction.

Exercice 9 Attaque de métal par l'acide chlorhydrique

Équilibre les équations suivantes :
 
$Zn\ +\ H^{+}\ \rightarrow\ H_{2}\ +\ Zn^{2+}$
 
$Al\ +\ H^{+}\ \rightarrow\ H_{2}\ +\ Al^{3+}$
 
$Fe\ +\ H^{+}\rightarrow\ H_{2}\ +\ Fe^{2+}$

Exercice 10 Action de l'acide chlorhydrique sur les métaux

1) Dans un tube à essais contenant de la grenaille de zinc, on introduit une solution diluée d'acide chlorhydrique.
 
a) Quel est le nom et la formule du gaz produit lors de la réaction ?
 
b) Décris une expérience simple permettant d'identifier ce gaz.
 
c) Écris l'équation globale de la réaction qui se produit.
 
2) On introduit maintenant la solution diluée d'acide chlorhydrique dans des tubes à essais contenant successivement de la limaille de fer, de la poudre d'aluminium, de la tournure de cuivre et du plomb.
 
a) Dans quels tubes observe-t-on une réaction ?
 
b) Écris l'équation ionique des réactions qui se produisent.

Exercice 11

Explique pourquoi on utilise le zinc et non le fer pour couvrir les toits des maisons.

Exercice 12

On dispose de trois pots : 
 
Le premier en fer, le second en cuivre et le troisième en zinc.
 
On veut conserver de l'acide sulfurique dilue dans l'un de ces pots.
 
1) La conservation est impossible avec deux de ces pots. 
 
Lesquels ? 
 
Justifiez.
 
2) Écris les équations bilans ioniques globales des réactions chimiques qui se produisent avec les métaux des pots inutilisables.

Exercice 13

Ibrahima dispose de $3$ lames fraichement décapées de fer, de cuivre et de zinc.
 
1) Quel est l'aspect physique de chacune d'elles ?
 
2) On expose les $3$ lames à l'air libre, quelles sont les réactions susceptibles de se produire avec chacun de ces métaux ? 
 
Quels sont les produits qui se forment éventuellement ?
 
3) Pour chaque métal, écris l'équation-bilan ou les équations-bilans des réactions qui se produisent lors de l'oxydation à chaud.

Exercice 14

Fatou fait réagir complètement $3.25\,g$ de zinc avec une solution décimolaire d'acide chlorhydrique.
 
1) Écris l'équation-bilan de la réaction.
 
2) Quel volume de la solution d'acide a-t-elle utilisé ? 
 
Quel volume de dihydrogène obtient-elle ?
 
On donne : 
 
$M(Zn)=65g\cdot mol^{-1}\;;\ V_{M}=24L\cdot mol^{-1}$

Exercice supplémentaire

Une violente explosion est survenue dans un entrepôt de matériaux lorsqu'un employé a actionné par erreur l'interrupteur du circuit électrique qui permet d'allumer la lampe.
 
Dans ce local, sont stockés les matériaux suivants : 
 
du cuivre, du fer, de l'aluminium, du zinc et de l'acide chlorhydrique.
 
Lors de l'enquête menée par un inspecteur de police scientifique, l'employé signale que plusieurs bidons d'acide chlorhydrique étaient mal fermés et laissaient échapper un liquide.
 
Expliquer qui pourrait être à l'origine de l'explosion ?
 

$\begin{array}{c}\blacktriangleright\,\boxed{\text{Correction des exercices}}\end{array}$

 
Source: 
irempt.ucad.sn & ADEM

Exercices sur les solutions acides - solutions basiques 3e

Classe: 
Troisième

Exercice 1

Compléter le texte suivant en ajoutant les mots ou groupe de mots manquants

Le $BBT$ qui change de $\ldots\ldots$ suivant la nature de la solution est un $\ldots\ldots\ldots$ coloré
Une solution acide fait virer $\ldots\ldots$ au jaune. Le $BBT$ reste $\ldots\ldots$ dans une solution neutre. Le vert est la $\ldots\ldots\ldots$ du $BBT$. Une solution est $\ldots\ldots$ quand elle fait virer le $BBT$ au bleu.
Dans une réaction acido-basique, l'élévation de la $\ldots\ldots$ notée par le thermomètre montre que la réaction est $\ldots\ldots$.La réaction entre un $\ldots\ldots$. et une base donne du $\ldots\ldots$ et de l'eau. La $\ldots\ldots\ldots$ permet d'obtenir une solution neutre ; elle se produit quand le $\ldots\ldots$ de moles de base est $\ldots\ldots$ à celui de l'acide. A ce moment précis, l'indicateur coloré $\ldots\ldots$ de coloration, le $\ldots\ldots$ est atteint. Le dosage ou titrage d'une solution est la détermination de la $\ldots\ldots$ (titre) inconnue d'une solution à partir de celle (titre) $\ldots\ldots$ d'une autre solution : c'est une application de la $\ldots\ldots$. Dans un dosage, la $\ldots\ldots\ldots$ est dans la burette ; sa concentration est $\ldots\ldots$ alors que la solution $\ldots\ldots$ dont la concentration est inconnue est dans le bécher.

Exercice 2

Au laboratoire, on dose souvent une solution acide (ou basique) par une solution basique (ou acide) en présence d'un indicateur coloré.
 
1) Quelle est l'utilité d'un tel dosage ?
 
2) A quoi sert alors l'indicateur coloré ?
 
3) Qu'appelle-t-on l'équivalence acido-basique ?

Exercice 3

le schéma ci-dessous est celui d'un montage expérimental.

 
 

 

$$\begin{array}{|c|c|}\hline \text{ Annotation } & \text{ Fonction expérimentale }  \\ \hline  &   \\ \hline &   \\ \hline & \\ \hline & \\ \hline  & \\ \hline \end{array}$$
1) De quelle expérience s'agit-il ?
 
2) Compléter le tableau expérimental joint.

Exercice 4

Quelle masse d'hydroxyde de sodium $NaOH$ faut-il dissoudre dans $500\;mL$ d'une solution d'acide chlorhydrique décimolaire pour la neutraliser.

Exercice 5

Pour doser une solution d'acide chlorhydrique, $30\;mL$ de soude de concentration $0.25\;mol/L$ ont été versés pour neutraliser $20\;cm^{3}$ de cet acide.
 
1) Faites le schéma annoté de l'expérience.
 
2) Trouver la concentration molaire de l'acide et en déduire sa concentration massique.
 
3) Calculer la masse de sel et d'eau produit par ce dosage.

Exercice 6

Une solution de soude de concentration inconnue est dosée par une solution d'acide chlorhydrique de concentration $0.10\;molL^{-1}$. Pour une prise d'essai de $10.0\;cm^{3}$ de la solution basique, il faut verser $8.2\;cm^{3}$ de la solution d'acide pour le virage du $BBT$. Trouver la concentration de la solution de soude en $mol/L$ et en $g/L$..

Exercice 7

Dans un bécher, on met $100\;mL$ d'eau pure dans lesquelles on dissout $2\;g$ d'hydroxyde de sodium $NaOH$.
 
1) Calculer la molarité de la solution obtenue.
 
2) Cette solution basique est neutralisée exactement par $50\;mL$ d'acide chlorhydrique.
 
2-1) Trouver la masse de chacun des produits obtenus.
 
2-2) Quelle était la concentration molaire de cette solution acide.

Exercice 8

Un bécher contient $30\;mL$ d'une solution d'hydroxyde de sodium de concentration molaire $C_{B}$. On y ajoute quelques gouttes de bleu de bromothymol $(B.B.T.)$. Cette solution est dosée par une solution d'acide chlorhydrique de concentration $C_{A}=1.5\;mol\cdot L^{-1}$. On obtient le point d'équivalence après avoir versé $20\;mL$ de la solution acide dans le bécher. Calculer :
 
1) La concentration massique de la solution acide.
 
2) La concentration molaire $C_{B}$ de la solution basique.
 
3) On ajoute $10\;mL$ d'acide dans le bécher. La nouvelle solution vire au jaune.
 
3-1) Quelle est la nature de la nouvelle solution ?
 
3-2) Calculer sa concentration molaire.

Activité

1) On verse une goutte de $BBT$ dans chacune des solutions et on note la teinte correspondante (voir tableau ci-dessous)
 
Compléter le tableau en précisant la nature acide, basique ou neutre de chaque solution.
$$\begin{array}{|c|c|c|} \hline \text{Solution}&\text{Teinte}&\text{Nature}\\ \hline \text{Jus d'orange}&\text{Jaune}&\\ \hline \text{Eau pure}&\text{Verte}&\\ \hline \text{Eau savonneuse}&\text{Bleue}&\\ \hline \text{Jus de tomate}&\text{Jaune}&\\ \hline \text{Jus de pamplemousse}&\text{Jaune}&\\ \hline \text{Eau de mer}&\text{Bleue}&\\ \hline \text{Lait}&\text{Jaune}&\\ \hline \text{Solution de cendre}&\text{Bleue}&\\ \hline \end{array}$$
 
2) Schématiser un montage électrique qui permet de tester le caractère conducteur d'une solution acide ou d'une solution basique.

Exercice 9 Maitrise de connaissances

Recopier et compléter le texte suivant en ajoutant les mots ou groupe de mots manquants.
 
Une solution acide donne une coloration ............ en présence de $BBT$, tandis qu'une solution basique donnera une coloration ............... 
 
Une solution dans laquelle le $BBT$ vire au vert est ...............
 
Une solution d'acide contient toujours des ions ............, tandis qu'une solution basique contient toujours des ions ...............

Exercice 10 Recherche de la nature d'un sol

L'acidité du sol joue un rôle important dans l'agriculture. 
 
Propose une méthode expérimentale permettant de vérifier le caractère acide ou basique d'un sol.

Exercice 11 Nature d'une solution

Après avoir préparé diverses solutions, on verse dans chacune d'elles quelques gouttes de $BBT.$
 
1) Rappelle la couleur de cet indicateur en milieu acide, basique et neutre.
 
2) Recopie et remplis le tableau ci-dessous.
$$\begin{array}{|c|c|c|} \hline \text{Solution}&\text{Teinte}&\text{Nature}\\ \hline \text{Jus de tamarin}&\text{Jaune}&\\ \hline \text{Liquide vaisselle}&\text{bleu}&\\ \hline \text{Jus de citron}&\text{jaune}&\\ \hline \text{vinaigre}&\text{Jaune}&\\ \hline \text{Eau de mer}&\text{bleu}&\\ \hline \text{Chlorure de sodium}&\text{verte}&\\ \hline \end{array}$$

Exercice 12 Mélange d'un acide et d'une base

On mélange un volume $V_{a}=25\,cm^{3}$ de solution d'acide chlorhydrique de concentration $C_{a}=10^{-1}mol\cdot L^{-1}$ et un volume $V_{b}=20\,cm^{3}$ d'une solution d'hydroxyde de sodium de concentration $C_{b}=1.5\cdot 10^{-1}mol\cdot L^{-1}.$
 
1) Le mélange est-il acide ou basique ? 
 
Justifier.
 
2) Quel volume d'acide ou de base faut-il ajouter pour neutraliser la solution ?

Exercice 13 Dosage

Un laborantin dispose d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration molaire $C_{a}$ inconnue. 
 
Il prélève un volume $V_{a}=10\,mL$ de la solution d'acide qu'il met dans un bécher contenant quelques gouttes de bleu de bromothymol $(BBT).$ 
 
A l'aide d'une burette il dose l'acide par une solution d'hydroxyde de sodium de concentration molaire $C_{b}=0.05\,mol\cdot L^{-1}.$ 
 
Le volume de base versé à l'équivalence est $V_{b}=20\,mL.$
 
1) Donne le schéma annoté du dispositif expérimental
 
2) Écris l'équation globale de la réaction de dosage.
 
3) Quelle est la couleur prise par le $BBT$ à l'équivalence ?
 
Justifier
 
4) Déterminer la concentration $C_{a}$ de la solution d'acide
 
5) Quelle couleur prendrait la solution si l'on continuait à verser la soude. 
 
Justifier

Exercice 14 Extrait d'un compte rendu de TP (d'après le guide d'exercices de la DEMSG)

Dosage de l'acide chlorhydrique par de la soude de concentration $C_{b}=0.10\,mol\cdot L^{-1}.$
 
$-\ \ $ Volume de soude dans le bécher : $V_{b}=20\,mL.$
 
$-\ \ $ Volume d'acide versé pour atteindre l'équivalence : $V_{a}=10\,mL$
 
 
 
On en déduit la concentration $C_{a}$ de l'acide chlorhydrique :
 
$\dfrac{C_{a}}{V_{a}}=\dfrac{C_{b}}{V_{b}}\Rightarrow\,C_{a}=\dfrac{V_{a}\times C_{b}}{V_{b}}=\boxed{\dfrac{(10\times 0.010)}{20}}$
 
Rectifie les erreurs de cet élève de $3^{ième}.$

Exercice 15 Test

Lors d'une séance de travaux pratiques, un groupe d'élèves, a préparé dans des erlenmeyers $30\,mL$ de solution d'hydroxyde de sodium, $30\,mL$ d'acide chlorhydrique et $30\,mL$ de chlorure de sodium ayant chacune une concentration de $1\,mol\cdot L^{-1}.$ 
 
Ces élèves se trouvent ensuite dans l'impossibilité de distinguer les trois solutions.
 
1) Quel(s) test(s) peuvent-ils effectuer pour les reconnaitre ?
 
2) Quel conseil leur donneriez-vous pour éviter à l'avenir une telle mésaventure ?

Exercice 16 Dosage

On donne les masses molaires atomiques en $g\cdot mol^{-1}$
 
$M(C)=12$ ; $M(H)=1$ ; $M(O)=16$ ; $M(Na)=23$
 
On prélève $100\,mL$ de solution d'hydroxyde de sodium ou soude $\left(Na^{+}+OH^{-}\right)$ de concentration molaire $0.5\,mol\cdot L^{-1}$
 
1) Calcule la quantité de matière de soluté $NaOH$ dissoute dans cette solution.
 
2) Calcule la concentration massique de cette solution de soude.
 
3) Cette solution est utilisée pour doser une solution d'acide chlorhydrique $\left(H^{+}+Cl^{-}\right)$ de volume $10\,mL.$
 
a) Écris l'équation bilan de la réaction de dosage.
 
b) Sachant qu'il a fallu $15\,mL$ de la solution de base pour atteindre l'équivalence, calcule la concentration molaire de l'acide chlorhydrique.

Exercice 17

Pour préparer une solution $S$ d'hydroxyde de sodium $\left(Na^{+}+OH^{-}\right)$ de concentration $C_{b}=5\cdot10^{-2}mol\cdot L^{-1}$, on pèse une masse $m$ d'hydroxyde de sodium que l'on fait dissoudre dans un volume $V=1200\,mL$ d'eau pure.
 
On considère que la dissolution a lieu sans variation de volume.
 
1) Calculer la concentration massique de la solution $S.$ 
 
En déduire la valeur de la masse $m$
 
2) On répartit la solution $S$ en trois parties $A$, $B$ et $C$ de volumes $V_{A}=400\,mL$, $V_{B}=300\,mL$ et $V_{C}=500\,mL.$
 
a) Déterminer la quantité de matière d'hydroxyde de sodium présente dans chaque partie.
 
b) Dans chaque partie, on ajoute $200\,mL$ d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration $1\cdot10^{-2}mol\cdot L^{-1}.$ 
 
Indiquer le caractère acide, basique ou neutre de ces solutions.
 
On donne :
 
Les masses molaires atomiques : $C=12\,g\cdot mol^{-1}$ ; $H=1\,g\cdot mol^{-1}$ ; $O=16\,g\cdot mol^{-1}$ ; $Na=23\,g\cdot mol^{-1}$

Exercice supplémentaire La pollution par ces pluies, créée par l'homme......

Les pluies acides sont dues à la dissolution dans les gouttes d'eau :
 
$-\ \ $ du dioxyde de soufre provenant de la combustion du pétrole et du charbon ;
 
$-\ \ $ des oxydes d'azote rejetés essentiellement par les gaz d'échappement des automobiles ;
 
$-\ \ $ du chlorure d'hydrogène produit lors de l'incinération des emballages en $PVC.$
 
1) Les pluies acides attaquent les arbres qui perdent leurs feuilles, augmentent l'acidité des eaux des lacs, détériorent les bâtiments en endommageant les pierres calcaires.
 
a) Identifie les gaz responsables des pluies acides.
 
b) Indique le test qu'on effectue pour confirmer le caractère acide de ces pluies.
 
c) Identifie, parmi ces gaz, celui qui permet d'avoir une solution d'acide chlorhydrique.
 
d) Écris l'équation-bilan traduisant la réaction qui se produit entre l'acide chlorhydrique $\left(H^{+}+Cl^{-}\right)$ et le calcaire $\left(CaCO_{3}\right)$ sachant qu'il se forme du chlorure de calcium $\left(Ca^{2+}+2Cl^{-}\right)$ ; de l'eau $(H_{2}O)$ et du dioxyde de carbone $(CO2).$
 
2) Lorsque l'eau d'un lac devient trop acide, on y déverse le calcaire pour réduire les effets des pluies acides.
 
A l'aide de la réaction précédente (question 4), explique l'épandage du calcaire sur l'eau des lacs pour limiter les effets des pluies acides.

$\begin{array}{c}\blacktriangleright\,\boxed{\text{Correction des exercices}}\end{array}$

 

Source: 
irempt.ucad.sn & ADEM

Exercices sur les solutions aqueuses -3e

Classe: 
Troisième

Exercice 1  

remplir la grille ci-dessous

Horizontalement

1 corps qui se dissolvent
 
2 relative à la masse par volume de solution
 
4 la solution l'est quand on augmente son solvant
 
7 elle caractérise la solution et peut être massique ou molaire
 
10 elle augmente la concentration en diminuant le solvant.

Verticalement :

1 quantitative, elle représente la quantité maximale soluble d'une substance.
 
7 ses constituants sont : le solvant et le soluté
 
12 celui de la solution aqueuse est l'eau.
 
14 relatif à la mole
 
18 pour un mélange, on obtient une solution

 

 

Exercice 2    

Trouver la molarité de chacune des solutions suivantes obtenues par la dissolution de :
 
1) $0.3\;mol$ de $NaOH$ dans $4\;L$ d'eau.
 
2) $29.25\;g$ de $NaCl$ dans $250\;mL$ d'eau.
 
3) $56\;mL$ de gaz chlorhydrique dans les conditions normales dans $10\;L$ d'eau.

Exercice 3     

Calculer la masse de cristaux d'hydroxyde de sodium $NaOH$ nécessaire à la préparation de $250\;mL$ de soude 0.5 molaire.

Exercice 4      

On prépare une solution en dissolvant $100\;g$ chlorure de calcium $CaCl_{2}$ dans $500\;mL$ d'eau distillée. Trouver la concentration massique de la solution obtenue et en déduire sa molarité.

Exercice 5      

Une solution de concentration $C=5.10^{-2}\;mol/L$ est diluée 5 fois. Trouver la molarité de la solution diluée ainsi obtenue.

Exercice 6     

Dans un laboratoire, on dispose d'une solution d'acide chlorhydrique $HCl$ dimolaire en volume suffisant. Indiquer, l'opération et les quantités à prendre pour préparer $200\;mL$ d'acide chlorhydrique décimolaire.

Exercice 7  

Une solution $A$ a une concentration $C_{A}=0.1\;mol/L$. On prélève $50\;mL$ de $A$ auxquels on ajoute $450\; mL$ d'eau ; on obtient alors une solution $B$ que l'on dilue 10 fois pour obtenir une solution $C$. Quelle est
 
1) La concentration molaire de la solution $B$ ?
 
2) La molarité de la solution $C$ ?

Exercice 8      

Pour obtenir $200\;ml$ de solution de soude $NaOH$ de concentration $10^{-2}\;mol/L$, on dissout des pastilles d'hydroxyde de sodium $NaOH$ dans l'eau.
 
1) Quelle masse d'hydroxyde de sodium a-t-on utilisée ?
 
2) On prélève $50\;mL$ de cette solution de soude que l'on dilue en y ajoutant $450\;mL$ d'eau, trouver la molarité de la solution diluée obtenue.

Exercice 9      

Sur l'étiquette d'une bouteille d'acide chlorhydrique on peut lire :
Acide chlorhydrique commercial.
Masse volumique $\\mu=1190\;kg/m^{3}$
Pourcentage en masse d'acide pur $37\%$.
Masse molaire du chlorure d'hydrogène $HCl=36.5\;g/mol$.
 
1) Calculer la concentration molaire de cette solution d'acide chlorhydrique.
 
2) On prélève $1\;mL$ de cette solution que l'on dilue en y ajoutant de l'eau pour obtenir $500\;mL$ de solution. Trouver la concentration molaire de la solution diluée obtenue.

Exercice 10    

Le schéma ci-contre est celui de la préparation d'une solution.
 
1) Calculer la concentration massique de la solution $B$ et en déduire sa concentration molaire.

A cette solution $B$, on ajoute $300\;mL$ d'eau et on obtient alors une solution $C$.
 
2) Comment a-t-on obtenu cette solution $C$ ; trouver sa molarité.

 
 

 

Exercice 11     

L'eau de mer contient en moyenne $29.25\;g$ de sel $NaCl$ par litre.
 
1) Trouver la concentration molaire de cette eau salée.
 
2) On prélève $100\;cm^{3}$ de cette eau de mer et on évapore $20\%$ de son volume initial ; trouver la concentration molaire de la nouvelle solution salée obtenue.

Exercice 12    

soit le tableau ci-contre :
 
$$\begin{array}{|c|c|c|}\hline C(mol.L^{-1}) & C_{m}(g.L^{-1}) & M(g.mol^{-1})  \\ \hline 5 &  & 40  \\ \hline & 20 & 36.5   \\ \hline\end{array}$$
 
1) Que représente chacune de ces grandeurs
 
2) Écrire la relation qui existe entre ces grandeurs
 
3) Compléter le tableau

$BFEM\ :\ Juillet\; 2000$

Activité   

Fatou veut préparer $50\,mL$ d'une solution aqueuse de saccharose de concentration massique $Cm=90\,g\cdot L^{-1}$ par dissolution de saccharose (sucre du commerce) de formule $C_{12}H_{22}O_{11}$
 
1) Quelle masse de saccharose doit-elle peser ?
 
2) Elle dispose du matériel suivant : balance de précision, cuillère, coupelle, entonnoir, fiole jaugée de $50\,mL$, pissette, eau. 
 
Décris le mode opératoire pour préparer cette solution.

Exercice 13 Contrôle de connaissances     

Recopie le texte et complète les phrases avec les mots ou groupes de mots suivants : 
 
solvant ; solution ; dissout ; masse ; concentration ; sucre ; saturée ; quantité de matière ; soluté ; eau.
 
1) La concentration molaire d'une solution est la ............ de soluté par litre de solution.
 
2) La concentration massique d'une solution est la ........... de .............. par litre de solution.
 
3) Une solution ............... est une solution pour laquelle le solvant ne peut plus dissoudre le soluté à une température donnée.
 
4) Le soluté est le corps qui se ................ dans la solution.
 
5) Dans une solution aqueuse de sucre, le soluté est ............. le solvant est ..................
 
6) Augmenter le volume du solvant d'une solution, c'est faire une ............ ; dans ce cas la .............. de la solution diminue.

Exercice 14 Relation entre concentration molaire et concentration massique    

Choisis la lettre correspondant à la bonne réponse.
 
La relation entre la concentration molaire $C$ et la concentration massique $Cm$ et la masse molaire $M$ est :
 
a) $C=\dfrac{Cm}{M}$
 
b) $C=\dfrac{M}{Cm}$
 
c) $C=Cm\times M$

Exercice 15 Préparation d'une solution par dissolution d'un soluté solide         

Une solution est obtenue en dissolvant une masse $m=14.2\,g$ de sulfate de sodium $\left(Na_{2}SO_{4}\right)$ dans de l'eau et en complétant le volume à $500\;ml.$
 
1) Calculer la concentration massique $Cm$ de cette solution.
 
2) Calculer de deux façons différentes la concentration molaire $C$ de cette solution.

Données : 

masses molaires atomiques : $M(Na)=23\,g\cdot mol^{-1}$ ; $M(S)=32g\cdot mol^{-1}$ ; $M(O)=16\,g\cdot mol^{-1}$

Exercice 16 Préparation d'une solution par dissolution d'un soluté gazeux.  

Dans un volume $V=500\,ml$ d'eau distillée, on dissout un volume $v=0.12L$ de chlorure d'hydrogène $HCl.$ 
 
Le volume $v$ est mesuré dans les conditions où le volume molaire est égal à $24L\cdot mol^{-1}.$
 
1) Calcule la concentration molaire de la solution obtenue.
 
2) Quelle est la quantité de matière de chlorure d'hydrogène contenue dans un prélèvement de $20\,cm^{3}$ de cette solution.

Exercice 17 Détermination de la masse molaire d'un composé      

Une solution est obtenue par dissolution de $24\,g$ d'un soluté dans $1.2L$ d'eau pure. 
 
La dissolution se fait par ailleurs sans changement de volume.
 
1) Calcule la concentration massique de la solution.
 
2) En déduis la masse molaire moléculaire $M$ du soluté sachant la concentration molaire volumique de la solution est $C=0.5\,mol\cdot L^{-1}$

Exercice 18 Identification de solutions         

Un élève a perdu les étiquettes de $2$ flacons d'eau salée. 
 
Il sait seulement que l'eau se trouvant dans un des flacons est plus concentrée en sel (plus salée) que l'autre.
 
Par un raisonnement rigoureux et scientifique, propose, étape par étape, une expérience qui permet d'identifier la solution la moins concentrée.

Exercice 19 Dilution d'une solution         

On dispose d'une solution aqueuse $S$ de chlorure de sodium de concentration molaire $C=0.4\,mol\cdot L^{-1}.$
 
La réalisation de $50\,mL$ d'une solution $S_{1}$ est obtenue par dilution de $5.0\,mL$ de la solution $S$
 
1) Détermine la concentration molaire de la solution $S_{1}$
 
2) Quel volume de $S$ faut-il diluer pour préparer $500\,mL$ de solution $S_{2}$ de concentration molaire $C_{2}=0.016\,mol\cdot L^{-1}$ ?
 
3) Décris, schéma à l'appui, les différentes étapes de la préparation de $S_{2}.$

Exercice 20 Dilution (bis)     

Une solution $S_{1}$ est réalisée par dissolution de $0.3$ mole de chlorure de sodium solide dans $200\,mL$ d'eau.
 
On prélève à l'aide d'une pipette $10\,mL$ de la solution $S_{1}$ et on l'introduit dans une fiole de $250\,mL.$ 
 
En complétant avec de l'eau jusqu'au trait jauge de la fiole, on obtient une solution $S_{2}.$
 
1) Calcule la concentration molaire $C_{2}$ de cette nouvelle solution.
 
2) Calcule le volume d'eau ajouté.

Exercice supplémentaire

Situation 1 

Une maman a fait des analyses médicales. 
 
Sur le bulletin des résultats on lit entre autres
 
$\surd\ $ Glycémie (taux de glucose dans le sang) : $1.04\cdot10^{-3} mol\cdot L^{-1}$
 
$\surd\ $ Cholestérol : $6.4\cdot10^{-3} mol\cdot L^{-1}$
 
Sur le bulletin, sont aussi indiquées les valeurs de références pour la norme
 
$\surd\ $ Glucose : $\left[0.76\,g\cdot L^{-1}\;;\ 1.10\,g\cdot L^{-1}\right]$
 
$\surd\ $ Cholestérol :  $\left[1.25\,g\cdot L^{-1}\;;\ 2.0\,g\cdot L^{-1}\right]$
 
Cette maman doit-elle consulter son médecin ? 
 
Justifier.

Données :

$\bullet\ $ $M$ (glucose)$=180\,g\cdot mol^{-1}$
 
$\bullet\ $ $M$ (cholestérol)$=388\,g\cdot mol^{-1}$

Situation 2

Dans votre quartier, un enfant est atteint de diarrhée. 
 
Sa maman te demande conseil. 
 
Tu lui recommandes une solution de réhydratation orale (SRO) pour éviter toute déshydratation.
 
Un litre de cette solution contient $20\,mg$ de sucre et $3.5\,mg$ de sel de cuisine.
 
Indique les masses de sucre et de sel de cuisine que l'on doit dissoudre dans une tasse de $25\,mL$ d'eau pour préparer ce remède.
 

$\begin{array}{c}\blacktriangleright\,\boxed{\text{Correction des exercices}}\end{array}$


Source: 
irempt.ucad.sn & ADEM

Action à froid des acides dilués sur les métaux usuels - 3e

Classe: 
Troisième

Situation – problème :

Au bout d'un certain temps, une ménagère remarque que la plupart des récipients métalliques de sa vaisselle porte les stigmates de leur contact avec certaines solutions. 
 
Ce contact entre acides et métaux peut même se traduire par une dégradation : des trous perceptibles. 
 
Citer quelques mets contenant des solutions acides.

I. Présentation

I.1 de l'acide chlorhydrique.

L'acide chlorhydrique est une solution aqueuse de gaz chlorhydrique $HCl$. 
 
Cette solution est obtenue grâce à la grande solubilité du gaz chlorhydrique $HCl\ : 445\,L/L$ d'eau à $20^{\circ}C.$ 
 
On trouve l'acide chlorhydrique concentré au laboratoire ; très dilué pour ses usages domestiques car il est très corrosif.

N.B. 

A ce niveau, on note l'acide chlorhydrique $HCl.$ 
 
Sa masse molaire moléculaire est de $36.5\,g/mol.$

I.2 de l'acide sulfurique.

L'acide sulfurique $H_2SO_4$ est liquide, il est corrosif surtout à l'état concentré. 
 
C'est un acide très utilisé au laboratoire où il permet entre autre de :
 
➭ synthétiser d'autres acides.
 
➭ déshydrater certains produits par sa grande avidité d'eau.
 
C'est l'acide sulfurique que l'on trouve dans les batteries d'accumulateurs des voitures. 
 
Il pèse $98\,g/mol.$

I.3 de l'acide nitrique.

L'acide nitrique $HNO_3$ est un acide liquide miscible à l'eau ; sensible à la chaleur, il se décompose à chaud. 
 
Ses réactions avec les métaux donnent des produits complexes et quelquefois instables. 
 
Ceci rend très difficile, à ce niveau, l'écriture correcte des équations bilan correspondantes. 
 
Ces produits se dégagent sous forme de vapeurs colorés que l'on appelle vapeurs nitreuses. 
 
L'acide nitrique est très utilisé pour la fabrication d'engrais chimiques et d'explosifs. 
 
Il pèse $63\,g\cdot mol^{-1}.$

II. Action à froid des acides dilués

II.1 Expérience.

II.1.2 Observations

En versant l'acide dilué sur un métal, on peut observer, au niveau du tube à essais :
 
➭ Une effervescence ou bouillonnement qui indique alors qu'une réaction chimique a lieu entre l'acide et le métal et qu'elle dégage un gaz.
 

 

N.B.

Le gaz produit est identifié à la flamme : il est inflammable et peut provoquer une légère détonation en présence d'une flamme. 
 
C'est du dihydrogène.

Remarque :

Le dégagement de dihydrogène est éphémère pour la réaction entre le plomb et les acides car la réaction s'arrête, bloquée qu'elle est par le sel de plomb insoluble qui s'est formé.
 
➭ Un dégagement de vapeurs colorés qui montre l'effectivité de la réaction entre l'acide nitrique et le métal.

 
 

N.B.

La complexité de la composition des vapeurs nitreuses dispense d'écrire, à ce niveau, les équations bilan de ces réactions.
 
➭ Aucune manifestation remarquable : il n'y a pas eu de réaction entre l'acide et le métal.

II.2 Résultats expérimentaux.

$$\begin{array}{|c|c|c|c|} \hline\text{Réactifs}&\text{Produits}&\text{Observations}&\text{Equations bilan (équilibrer au besoin)}\\ \hline HCl& \text{dihydrogène}&\text{Réaction}&\cdots Fe+\cdots HCl\longrightarrow\cdots FeCl_{2}+\cdots H_{2}\\ Fe&\text{chlorure ferreux}& & \\ \hline HCl&\text{dihydrogène}&\text{Réaction}&\cdots Zn+\cdots HCl\longrightarrow\cdots ZnCl_{2}+\cdots H_{2}\\ Zn&\text{chlorure de zinc}& & \\ \hline HCl&\text{dihydrogène}&\text{Réaction}&\cdots Al+\cdots HCl\longrightarrow\cdots AlCl_{3}+\cdots H_{2} \\ Al&\text{chlorure}& &\\ &\text{d'aluminium}& &\\ \hline HCl&\text{dihydrogène}&\text{Réaction}&\cdots Pb+\cdots HCl\longrightarrow\cdots PbCl_{2}+\cdots H_{2} \\ Pb&\text{chlorure de plomb}&\text{Ephémère}& \\ \hline HCl&\text{Néant}&\text{Pas de}&\text{Néant} \\ Cu& &\text{Réaction}& \\ \hline \end{array}$$
 
$$\begin{array}{|c|c|c|c|} \hline\text{Réactifs}&\text{Produits}&\text{Observations}&\text{Equations bilan (équilibrer au besoin)}\\ \hline H_{2}SO_{4}& \text{dihydrogène}&\text{Réaction}&\cdots Fe+\cdots H_{2}SO_{4}\longrightarrow\cdots FeSO_{4}+\cdots H_{2}\\ Fe&\text{sulfate ferreux}& & \\ \hline H_{2}SO_{4}&\text{dihydrogène}&\text{Réaction}&\cdots Zn+\cdots H_{2}SO_{4}\longrightarrow\cdots ZnSO_{4}+\cdots H_{2}\\ Zn&\text{sulfate de zinc}& & \\ \hline H_{2}SO_{4}&\text{Néant}&\text{Réaction}&\text{Néant} \\ Al& & &\\ \hline H_{2}SO_{4}&\text{dihydrogène}&\text{Réaction}&\cdots Pb+\cdots H_{2}SO_{4}\longrightarrow\cdots PbSO_{4}+\cdots H_{2} \\ Pb&\text{sulfate de plomb}&\text{Ephémère}& \\ \hline H_{2}SO_{4}&\text{Néant}&\text{Pas de}&\text{Néan} \\ Cu& &\text{Réaction}& \\ \hline \end{array}$$
 
$$\begin{array}{|c|c|c|c|} \hline\text{Réactifs}&\text{Produits}&\text{Observations}&\text{Observations}\\ \hline HNO_{3}& \text{Vapeurs nitreuses}&\text{Réaction}&\text{Néan}\\ Fe& & & \\ \hline HNO_{3}&\text{dihydrogène}&\text{Réaction}&\text{Néan}\\ Zn & \text{nitrate de zinc}& & \\ \hline HNO_{3}&\text{Néant}&\text{Pas de}&\text{Néant} \\ Al& &\text{Réaction} &\\ \hline HNO_{3}&\text{dihydrogène}&\text{Réaction}&\text{Néan}\\ Pb &\text{nitrate de plomb}& & \\ \hline HNO_{3}&\text{Néant}&\text{Réaction}&\text{Néant} \\ Cu& & & \\ \hline \end{array}$$

Source: 
irempt.ucad.sn

Les hydrocarbures - 3e

Classe: 
Troisième

Situation – problème :

De nos jours, le pétrole, source naturelle des hydrocarbures a remplacé le charbon qui, pendant longtemps a fait la puissance des nations. 
 
Dans notre environnement, le naturel est devenu l'exception et le synthétique la règle grâce au pétrole et à ses dérivés. 
 
Les gélules et autres comprimés fabriqués par les pharmacies remplacent progressivement les racines, écorces et autres feuilles des plantes de nos forêts.
 
Indiquer les avantages et inconvénients que cette tendance, si elle se maintient, apportera à l'humanité.

I. Définition

Les hydrocarbures ou carbures d'hydrogène sont des corps organiques dont la molécule ne renferme que du carbone et de l'hydrogène. 
 
Ce sont des composés binaires que l'on note $C_xH_y.$

I.1 Les différentes familles d'hydrocarbures.

Le grand groupe des hydrocarbures est constitué de sous-groupes appelés familles. 
 
Ainsi on distingue :

I.1.1 La famille des alcanes.

Formule brute générale est $C_nH_{2n+2}$ avec $n ∈ \mathbb{N}- {0}$

Les premiers alcanes

$$\begin{array}{|c|c|c|} \hline\text{Valeurs de }n& \text{Formules brutes}&\text{noms}\\ \hline n=1&CH_{4}&\text{méthane}\\ \hline n=2&C_{2}H_{6}&\text{éthane}\\ \hline n=3&C_{3}H_{8}&\text{propane}\\ \hline n=4&C_{4}H_{10}&\text{butane}\\ \hline \end{array}$$
Le méthane $CH_4$ est le plus simple des hydrocarbures, il est incolore, inodore et nettement mois dense que l'air. 
 
$d=\dfrac{16}{29}=0.55.$
 
Difficile à liquéfier, le méthane bout à $-161.5^{\circ}C$ et se solidifie à $-184^{\circ}C.$ 
 
Il est peu soluble dans l'eau : $0.04L/L$ d'eau à la température ordinaire. 
 
Parmi ses nombreux dérivés, le chloroforme $CHCl_3$ est le plus connu en tant qu'anesthésique général.

I.1.2 La famille des alcènes

Formule brute générale est $C_nH_{2n}$ avec $n\in\mathbb{N}-{0\;,\ 1}$

Les premiers alcènes

$$\begin{array}{|c|c|c|} \hline\text{Valeurs de }n& \text{Formules brutes}&\text{noms}\\ \hline n=2&C_{2}H_{4}&\text{Ethène(éthylène)}\\ \hline n=3&C_{3}H_{6}&\text{Propène}\\ \hline n=4&C_{4}H_{8}&\text{Butène}\\ \hline n=5&C_{5}H_{10}&\text{pentène}\\ \hline \end{array}$$
L'éthylène $C-2H_4$ est un gaz incolore, à peu près aussi dense $(d=2928=0.97)$ que l'air, plus facile à liquéfier que le méthane. 
 
Il bout à $-102^{\circ}C$ et se solidifie à $-169^{\circ}C.$ 
 
A la température ordinaire, on ne peut dissoudre que $0.15L$ d'éthylène dans un litre d'eau.
 
L'alcool éthylique est l'un de ses dérivés les plus connus...

I.1.3 La famille des alcynes

Les premiers alcynes

$$\begin{array}{|c|c|c|} \hline\text{Valeurs de }n& \text{Formules brutes}&\text{noms}\\ \hline n=2&C_{2}H_{2}&\text{Ethyne(acétylène)}\\ \hline n=3&C_{3}H_{4}& \text{Propyne}\\ \hline n=4&C_{4}H_{6}&\text{Butyne}\\ \hline n=5&C_{5}H_{8}&\text{pentyne}\\ \hline \end{array}$$
 
L'acétylène est un gaz incolore plus facile à liquéfier que l'éthylène, toutefois sa liquéfaction peut provoquer des explosions dangereuses. 
 
D'odeur désagréable, il est légèrement moins dense que l'air $(d=2926=0.9)$ et est plus facile à dissoudre dans l'eau : $1L/L$ d'eau à la température ordinaire.

II. Sources d'hydrocarbures

Les sources naturelles d'hydrocarbures sont le pétrole brut et le gaz naturel qui sont extraits en grandes quantités du sol où ils se sont formés très lentement à partir d'organismes animaux et végétaux enfouis depuis des millions d'années.
 
Le gaz naturel contient principalement du méthane $CH_4$, du butane $C_4H_{10}$, du propane $C_3H_8$ et de l'essence (pour les moteurs à explosion)
 
Le pétrole brut est un mélange d'hydrocarbures liquides solides et gazeux. 
 
Par la distillation fractionnée de ce pétrole, les raffineries produisent des gaz (butane et propane principalement), des essences, du gasoil, du fuel, des huiles et du bitume.

III. Combustions des hydrocarbures dans le dioxygène.

L'une des premières utilités des hydrocarbures est la production de chaleur lors de leurs combustions dans le dioxygène.
 
Combustibles, leurs réactions avec le dioxygène sont exothermiques mais produisent des chaleurs dont la quantité dépend aussi de la nature de la combustion. 
 
Ainsi on distingue :

III.1 La combustion complète

La combustion complète a lieu quand la quantité de dioxygène est suffisante : 
 
La flamme est alors bleue et e maximum de chaleur est produit.
 
L'hydrocarbure, en réagissant avec le dioxygèneproduit alors du dioxyde de carbone et l'eau.
 

 

III.1.1 Combustion complète du méthane

$$CH_4 \qquad + \qquad O_2 \qquad \longrightarrow \qquad  CO_2 \qquad + \qquad H_2O$$
 
Cette réaction dégage une quantité de chaleur considérable soit $886,16 kJ/mol.$

III.1.2 Combustion complète de l'éthylène.

$$C_2H_4 \qquad + \qquad O_2 \qquad \longrightarrow \qquad  CO_2\qquad + \qquad H_2O$$
 
Bien que très exothermique $1442,10 kJ/mol$, la combustion complète de l'éthylène est rarement utilisé comme source de chaleur.

III.1.3 Combustion complète de l'acétylène

$$C_2H_2 \qquad + \qquad O_2 \qquad \longrightarrow \qquad CO2 \qquad +\qquad H_2O$$
 
La combustion complète de l'acétylène produit une quantité de chaleur considérable : $1316.70\,kJ/mol.$ 
 
C'est cette grande chaleur qui est utilisée dans le chalumeau oxyacétylénique qui permet d'atteindre des températures supérieures à $3000^{\circ}C$ (à la pointe du dard).

 

III.2 La combustion incomplète.

La virole fermée rend le dioxygène insuffisant, on observe alors une flamme jaune éclairante, des étincelles et une fumée noire : la combustion est incomplète.
 
La combustion incomplète a lieu quand la quantité de dioxygène est insuffisante ; elle fournit moins de chaleur et donne un mélange complexe de différents produits.
 
La flamme produite est alors éclairante avec de la fumée noire et quelques étincelles brillantes.
 

 

N.B.

La complexité des produits fournis par la combustion incomplète rend difficile l'écriture de l'équation bilan. 
 
Dans le mélange de produits obtenus on peut trouver : du carbone, du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone, de l'eau...
 
Le danger de la combustion qui se produit généralement au cours des incendies est lié, entre autres, à la formation inévitable du monoxyde de carbone $CO$ qui est un gaz incolore, inodore, inflammable et très toxique.

Source: 
irempt.ucad.sn

Les métaux : Action de l'air et combustion - 3e

Classe: 
Troisième

Situation – problème :

Dans la fourrière municipale d'une ville, des élèves en excursion découvrent un amas hétéroclite de métaux à la merci des intempéries de la région. 
 
Ils remarquent avec admiration et curiosité la différence de comportement des différents métaux identifiés face à l'air humide qui semble hostile à leur présence.
 
Dresser la liste des métaux et des corps métalliques que l'on peut trouver dans la fabrication d'une voiture.
 
Indiquer, pour chacun des métaux identifiés, comment s'est manifestée l'hostilité de cet air ?

I. Les métaux

I.1 Propriétes caractéristiques

Le métal se distingue d'un non métal par :
 
➭ Son éclat métallique : poli, il prend un aspect brillant.
 
➭ Sa plasticité : il est déformable et façonnable sans rupture.
 
➭ Sa conductibilité électrique : il conduit le courant électrique.
 
➭ Sa conductibilité thermique : il conduit la chaleur.

I.2 Corps métalliques : les alliages

Dans la vie quotidienne, on utilise rarement les métaux à l'état pur. 
 
La plupart des objets que l'on dit métallique sont des alliages.
 
Un alliage résulte du mélange de plusieurs corps dont un au moins est un métal. 
 
Les alliages améliorent les propriétés physiques et mécaniques des métaux purs principalement des métaux usuels dont l'aluminium,le cuivre, le fer, le plomb et le zinc.

N.B.

Le choix des métaux pour des usages pratiques est souvent guidé par :
 
➭ leurs propriétés physiques : plasticité, conductibilités thermique et électrique, fusion, densité...
 
➭ leurs propriétés mécaniques : dureté, tenacité, malléabilité, ductilité...

I.3 Tableau comparatif de quelques propriétés

$$\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c|c|} \hline\text{Métaux}&\text{Aspect}&\text{Symbole}&\text{Densité/eau}&\text{Température}&\text{Temérature}&\text{Conductibilité}&\text{Conductibilité}\\ & \text{ou}&\text{masse}& & \text{de fusion}& \text{d'ébulution}&\text{électrique}&\text{thermique}\\ & \text{couleurs}&\text{atomique}& & & & & \\ \hline\text{Fer}&\text{Gris}&Fe\;56\;g/mol&7.8&1530^{\circ}C&3230^{\circ}C&4&4\\ \hline\text{Zinc}&\text{Blanchâtre}&Zn\;65.3\;g/mol&7.1&420^{\circ}C&920^{\circ}C&3&3\\ \hline\text{Aluminium}&\text{Blanc}&Al\;27\;g/mol&2.7&660^{\circ}C&1800^{\circ}C&2&2\\ \hline\text{Cuivre}&\text{Rouge}&Cu\;63.5\;g/mol&8.9&1083^{\circ}C&2200^{\circ}C&1&1\\ \hline\text{Plomb}&\text{blanchâtre}&Pb\;207\;g/mol&11.3&327^{\circ}C&1700^{\circ}C&5&5\\ \hline \end{array}$$

II. Les métaux dans l'air libre

Abandonnés à l'air libre, les métaux se corrodent : ils perdent leur éclat métallique alors couvert. 
 
On appelle corrosion, l'altération d'un métal sous l'action de certaines substances (air humide, eau de mer, solution acide ou basique...)

N.B.

Dans l’air, les facteurs de corrosion sont le dioxygène $O_2$, la vapeur d'eau $H_2O$, le dioxyde de carbone $CO_2.$

II.1 Oxydation à froid.

II.1.1 du fer

A l'air libre, le fer se recouvre d'une couche poreuse (perméable) de couleur brune appelée rouille. 
 
Celle-ci est le résultat de l'action :
 
➭ du dioxygène : le dioxygène de l'air attaque le fer à froid et produit de l'oxyde ferrique
$$Fe \qquad +\qquad O2\qquad \longrightarrow\qquad Fe_2O_3$$
 
➭ de la vapeur d'eau : la vapeur d'eau de l'air humidifie l'oxyde ferrique formé. 
 
Le mélange oxyde ferrique $Fe_2O_3$ et eau $H_2O$ est l'oxyde ferrique hydraté ($Fe_2O_3$ ; $H_2O$) appelé rouille.

Remarque :

La rouille étant poreuse, l'action se poursuit en profondeur. Pour empêcher cette action le fer doit être protégé en le recouvrant de peinture, de graisse, d'huile, d'autres métaux (fer galvanisé, fer blanc...).

II.1.2 de l'aluminium

L'aluminium, dans l'air libre, se recouvre d'une couche superficielle, imperméable et protectrice qui ternit son éclat métallique
 
Cette couche appelée alumine $Al_2O_3$ est le produit de la réaction entre l'aluminium et le dioxygène.
$$Al  \qquad +\qquad O_2 \qquad \longrightarrow \qquad  Al_2O_3$$

N.B.

L'alumine dont la température de fusion est $2000^{\circ}C$ est plus réfractaire et moins fusible que l'aluminium ; il empêche l'écoulement de l'aluminium fondu liquide à $660^{\circ}C.$
 
Faisons brûler un fil d'aluminium dans une flamme :

 

A l'air libre, Le zinc, le cuivre et le plomb se recouvrent d'une couche imperméable qui protège chacun de ces métaux. 
 
Cette couche est appelée hydrocarbonate du métal. 
 
Ainsi on a :
 
➭ sur le zinc, l'hydrocarbonate de zinc $(ZnCO_{3}\ ;\ H_{2}O)$
 
➭ sur le cuivre, l'hydrocarbonate de cuivre $(CuCO_{3}\ ;\ H_{2}O)$
 
➭ sur le plomb, l'hydrocarbonate de plomb $(PbCO_{3}\ ;\ H_{2}O).$

III. Action du dioxygène à chaud sur les métaux usuels

III.1 sur le fer

Brûlons un fil de fer ou saupoudrons une flamme de fer.
 
On observe un jaillissement d'étincelles qui sont des grains d'oxyde magnétique incandescents.
 
Le fer réagit à chaud avec le dioxygène $O_2$ pour donner de l'oxyde magnétique $Fe_3O_4.$
$$Fe \qquad\ + \qquad\ O_2 \qquad \longrightarrow \qquad Fe_3O_4$$

 

 

Remarque :

La plupart des minerais de fer sont sous forme d'oxyde magnétique.

III.2 sur le zinc

La fumée blanche qui se dégage est constituée d'oxyde de zinc $ZnO $ qui est le produit de la réaction entre le zinc et le dioxygène.
$$Zn \qquad+\qquad O_2 \qquad \longrightarrow \qquad ZnO$$

 

 

Remarque :

L'oxyde de zinc entre dans la fabrication de certains médicaments et de certaines peintures.

III.3 sur l'aluminium

Le jaillissement d'étincelles que l'on observe en projetant de la poudre d'aluminium dans une flamme est constitué de grains d'alumine incandescents. 
 
Cet alumine est le produit de la réaction entre le dioxygène et l'aluminium.
$$Al \qquad + \qquad O_2 \qquad \longrightarrow \qquad Al_2O_3$$

 

 

III.4 sur le cuivre

On observe :
 
sur la partie très chaude de la lame, on voit apparaître un oxyde noir dit oxyde cuivrique $CuO$  
$$Cu \qquad+\qquad O_2 \qquad \longrightarrow \qquad CuO$$
 
Sur la partie adjacente, moins chaude, apparaît un oxyde rouge appelé oxyde cuivreux $Cu_2O.$
$$Cu \qquad + \qquad O_2  \qquad \longrightarrow \qquad Cu2O$$
 
A chaud, la réaction entre le cuivre et le dioxygène, donne deux oxydes suivant la température : 
 
L'oxyde cuivrique noir $CuO$ et l'oxyde cuivreux rouge $Cu_2O.$

 

 

Source: 
irempt.ucad.sn

Solutions acides - Solutions basiques - 3e

Classe: 
Troisième

Situation – problème

En arrivant dans le laboratoire presque à l'abandon d'un lycée, un technicien de laboratoire découvre dans une armoire deux bouteilles contenant deux solutions qu'il ne peut distinguer. 
 
Il ramasse, à leur coté une étiquette tombée de l'une d'elle sur laquelle il arrive à lire : « Solution molaire de soude ». 
 
Croyant que les deux solutions étaient identiques, il en mélange deux prélèvements respectifs et note un dégagement de chaleur ; il découvre alors que les deux solutions ne sont pas identiques. 
 
Par un test au $BBT$, il parvient à les distinguer.
 
$1–\ $ Qu'est-ce que le $BBT$ ? 
 
Comment a-t-il permis cette distinction ?
 
$2-\ $ Que fera-t-il pour rétablir l'étiquette manquante de l'une des solutions ?

I. Classification des solutions

I.1 Par le bleu de bromothymol BBT.

I.1.1 Expérience

Dans chacune des solutions suivantes, versons quelques gouttes de bleu de bromothymol $BBT$ et observons

 

 

I.1.2 Observations

Les solutions, ne donnant pas la même coloration avec le $BBT$ sont donc de natures différentes.
 
Le $BBT$ qui change de coloration suivant la nature de la solution est un indicateur coloré ; il existe d'autres indicateurs colorés tels que le tournesol, l'hélianthine, la phénolphtaléine...

I.1.3 Résultats de l'expérience

Le classement
 
$$\begin{array}{|c|c|c|c|c|} \hline\text{Jaune} & & & & \text{Acides} \\ \hline\text{Vert} & & & & \text{Neutre} \\ \hline\text{Bleu} & & & & \text{Bases} \\ \hline \end{array}$$.

I.2 Conclusions.

Les trois colorations observées conduisent à l'identification de trois sortes de solutions dont les définitions respectives à partir du $BBT$ sont :
 
I.2.1 Solution acide : C'est toute solution qui fait virer le $BBT$ au jaune.
 
I.2.2 Solution basique : C'est toute solution qui fait virer le $BBT$ au bleu.
 
I.2-3 Solution neutre : C'est toute solution qui laisse le $BBT$ vert

II. Quelques propriétés des solutions

II.1 Propriétés communes aux acides et bases

II.1.1 Conductibilité électrique.

En versant quelques gouttes d'acide ou de base, la $D.E.L$ s'allume : le courant passe.
 
L'expérience montre que les solutions acides ou basiques conduisent le courant électrique : ce sont desélectrolytes

II.1.2 Actions sur les métaux

Versons de l'acide nitrique (acide) sur du cuivre et de la soude (une base) sur du zinc à chaud.
 
Certaines solutions acides et certaines solutions basiques réagissent dans certaines conditions avec certains métaux.


 

II.2 Propriétés spécifiques.

II.2.1 Aux solutions acides

Les solutions acides ont un goût piquant dit aussi acide. 
 
Elles attaquent le calcaire. 

Exemple :

l'acide chlorhydrique réagit avec le calcaire pour donner entre autres du gaz chlorhydrique.
$$CaCO \qquad + \qquad HCl \qquad \longrightarrow \qquad CaCl \qquad +  \qquad HO \qquad + \qquad CO$$

II.2.2 Aux solutions basiques

Les solutions basiques ont un goût fade
 
Attention ! Évitez, autant que possible, de goutter aux solutions du laboratoire ; elles sont généralement corrosives.

III. Réaction Acide - Base

III.1 Étude qualitative de la réaction entre l'acide chlorhydrique $HCl$ et la soude $NaOH$

Versons goutte à goutte une solution de soude $NaOH$ dans une solution d'acide chlorhydrique $HCl$ Leur réaction produit :


 

III.1.1 Un dégagement de chaleur

L'élévation de la température que l'on note au niveau du thermomètre montre que la réaction entre l'acide et la base produit de la chaleur : c'est une réaction exothermique.

III.1.2 Un sel et de l'eau

Chauffons à siccité la solution obtenue à la fin de la réaction.Des cristaux de sel apparaissent après l'évaporation de l'eau : 
 
Ce sel est du chlorure de sodium $NaCl$ communément appelé sel de cuisine


 

Conclusion :

bilan de la réaction
 
La réaction entre l'acide chlorhydrique $HCl$ et la solution d'hydroxyde de sodium $NaOH.$
 
Dégage de la chaleur et produit de l'eau $H_2O$ sel de cuisine $NaCl.$
$$HCl \qquad + \qquad NaOH  \longrightarrow  NaCl \qquad + H_2O$$

Généralisation

Une solution acidproduit un sel et e et une solution basique réagissent toujours entre elles. Leur réaction exothermique produit du sel et de l'eau
$$\text{Acide} \qquad+\qquad \text{Base} \longrightarrow \text{Sel} \qquad+ \qquad \text{eau}$$
\begin{array}{lcl}
\text{N.B. Une réaction chimique est dite :} &➭&\text{Exothermique Esi elle dégage de chaleur}\\
                                                                &➭ &\text{Endothermique quand elle absorbe de la chaaleur.}\\
                                                                &➭& \text{Athermique si elle n'absorbe ni ne dégage de la chaleur.}
\end{array}

III.2 Étude quantitative

III.2.1 La neutralisation

Expérience

Laissons tomber goutte à goutte une solution de soude sur une solution d'acide chlorhydrique additionnée de quelques gouttes de $BBT.$
 
Attention ! La coloration verte est très difficile à observer à cause de l'inévitable goutte de base de trop : la solution devient bleue.

Observations

L'acide et la base réagissent progressivement et la coloration jaune de l'acide persiste. 
 
La première goutte de base qui fait virer le $BBT$ indique l'épuisement de l'acide qui est alors neutralisé par la base.
 
On parle alors de la neutralisation de l'acide par la base.

N.B. 

L'étape du virage de l'indicateur coloré est appelée point d'équivalence de la neutralisation.
 
Relation de neutralisation
 
Le point d'équivalence ou virage du $BBT$ traduit une équivalence (égalité) entre le nombre de moles d'acide $n$ et le nombre de mole de base $n_b$ : 
 
c'est l'équivalence acido - basique.
                                                            
$n_a = n_b$                                                           
                                                            
Or   $n_a=C_aV_a$ et $n_b=C_bV_b$
                                         
Donc on peut écrire :  $C_a \ a$     $bV_b$          

N.B.

$a$ pour l'acide chlorhydrique $HCl$  et $b$ pour la solution basique de soude $NaOH$.

Objectif

Le dosage ou titrage d'une solution est la détermination de la concentration (titre) inconnue d'une solution à partir de celle (titre) connue d'une autre solution : 
 
c'est une application de la neutralisation.

Le matériel

Une burette : tube gradué avec un dispositif d'écoulement maîtrisable(robinet) fixée à une potence.
 
Un bêcher ou un erlemeyer pour contenir la solution à titrer
 
Une pipette jaugée pour mesurer l'échantillon à doser.
 
Un agitateur (souvent magnétique) pour uniformiser la solution.

Protocole et schéma de l'expérience

➭ Introduire, dans la burette, la solution de concentration connue $C_b$ : solution titrante $NaOH$
 
➭ Prélever à la pipette un volume $V$ de la solution de concentration inconnue $C_a.$
 
➭ Placer la solution à titrer prélevé dans l'erlenmeyer (ou le bêcher) en y ajoutant des gouttes de $BBT.$
 
➭ Laisser tomber goutte à goutte la solution titrante sur la solution à titrer.
 
➭ Arrêter l'écoulement dès le virage du $BBT$ qui indique la neutralisation de l'acide par la base.
 
➭ Lire alors, sur la burette, le volume $V$ de la solution titrante versée.

Résultat expérimental

En appliquant la relation de neutralisation, on trouve la concentration $C_a$ inconnue.
 
$C_aaV_a = C_bV_b \Rightarrow C_a \frac{C_bV_b}{V_b}$

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