Atomistique, chimie des solutions. Concours technicien 2013


Atomistique.
Donner le nom des éléments suivants
:
N : azote ; S : soufre ; P : phosphore.
Donner le symbole des éléments suivants :
Argent : Ag ; carbone : C ; or : Au.
Donner la composition en protons, neutrons et électrons des atomes et ions suivants :

10747Ag : 47 ptotons ; 47 électrons et 107-47 = 60 neutrons.
189F- : 9 protons ; 10 électrons et 18-9 = 9 neutrons.
2412Mg2+ : 12 protons ; 10 électrons et 24-12=12 neutrons.
  Dans cette liste des nucléides, quels sont les isotopes ?
10246Pd ;
21D ; 10242Ru ; 10646Pd ; 11H ; 31H.
D'une part :
10246Pd ; 10646Pd.
D'autre part :
21D ; 11H ; 31H.
Quelles configurations électroniques suivantes sont correctes ?
Sodium K2L9. Faux.
K2L8M1.
Calcium : K2L8M8N1. Faux. K2L8M8N2.
Chlore : K2L8M7. Vrai.
Ecrire la configuration  électronique de l'oxygène dans son état fondamental
K2L6ou 1s2 2s2 2p4.
Quelle structure de Lewis de l'azote est-elle correcte ?

Indiquer si les affirmations suivantes sont correctes ou incorrectes :
L’énergie de première ionisation d'un atome est l'énergie minimale à fournir à un atome à l'état gazeux pour lui arracher un électron. Vrai.
Les éléments de l’avant dernière colonne de la classification périodique forment la famille des alcalins. Faux. Halogènes.
L’électronégativité d'un élément est égale à l'énergie ( libérée ou à fournir ) qui accompagne l'attachement d'un électron à un atome neutre en phase gazeuse pour devenir un anion. Faux.
L'affinité électronique d'un élément est égale à l'énergie libérée  qui accompagne l'attachement d'un électron à un atome neutre en phase gazeuse pour devenir un anion.
L’énergie de seconde ionisation d'un atome est l'énergie minimale à fournir à un atome à l'état gazeux pour lui arracher 2 électrons. Faux.
L’énergie de seconde ionisation d'un atome est l'énergie minimale à fournir à un atome à l'état gazeux qui a déja perdu un électron pour lui arracher un autre électron.
Les éléments de la seconde colonne de la classification périodique forment la famille des alcalino-terreux. Vrai.



Classer les 3 éléments F, Li, C par ordre croissant d'énergie de première ionisation.
Les énergies de première ionisation croissent de gauche à droite dans une période : Li , C , F.
Classer les 3 éléments Mn, N, Sr par ordre croissant d'électronégativité.
Le minimum est en bas à gauche du tableau et le maximum en haut à droite : Sr, Mn, N.
Donner le schéma de Lewis des espèces suivantes.

Parmi les molécules suivantes quelles sont celles qui sont linéaires ?
BeCl2 ; H2O ; C2H2 ; SO2.
BeCl2 et C2H2 sont linéaires.
Le moénocinol est un composé lipidique dont la structure est représentée ci-dessous.

Donner sa formule brute. C25H42O.
Quel est le nom du groupe porté par le carbone1 ? Hydroxyle, fonction alcool primaire.
La molécule comporte-t-elle des carbones asymétrique ? Si oui, combien ?
Aucun atome de carbone tétragonal lié à 4 atomes ou groupes d'atomes différents.
La configuration écrite de la molécule est-elle ?
E E E ; E E Z ; E Z E ; E Z Z ; Z E E ; Z E Z ; Z Z E ; Z Z Z.

.


Vous souhaitez connaître le pH d'une solution.
Citer deux techniques permettant d'effectuer cette mesure.
Papier indicateur universel de pH ( mesure peu précise ) et utilisation d'un pHmète ( mesure précise ).
Vous trouvez que le pH de la solution est 8. La solution est-elle acide, basique, neutre ?
à 25°C une solution est basique si son pH est supérieur à 7.
Vous préparer une solution d'acide éthanoïque ( pKa = 4,8) de concentration c = 0,01 mol/L.
Donner la formule semi-développée de cet acide. CH3-COOH.
Quel type de liaison lie les atomes de cette molécule ? Liaison covalente.
Calculer le pH de cette solution.
pH = pKa - log c = ½(4,8 -log 0,01 )= 0,5(4,8+2) = 3,4.
On ajoute progressivement quelques gouutes d'une solution d'hydroxyde de sodium très concentrée. Donner la formule de l'hydroxyde de potassium.
 KOH ; K+aq + HO-aq.
 Quel type de liaison lient les espèces présentes dans ce sel ? Liaison ionique.
Quelle réaction acide base a lieu pendant l'ajout de la solution de potasse ?
CH3COOH aq +HO-aq --> CH3-COO-aq + H2O.
Comment varie le pH ?
Le pH croît de 3,4 a une valeur un peu supérieure à 7 ( présence de la base CH3-COO-aq ).
Etudions la réaction suivante : 2H2O = H3O+aq + HO-aq.
Comment s'appelle -t-elle ? Autoprotolyse de l'eau.
Donner la formule du produit ionique de l'eau.
[ H3O+aq][HO-aq] =Ke = 10-14 à 25°C.
Quel est le pH d'une solution d'eau pure ?
A 25°C le pH d'une solution d'eau pure est égal à 7.
Convertir 25°C en K et 1 bar en pascal.
T = 273+25 = 298 K et P ~105 Pa.
Dans les conditions normales de température et de pression on souhaite connaître la densité du dichlore gazeux.
Quelle formule utilisez-vous ? M = 29 d ; d = M/29 = 71 / 29 = 2,45.
Le dichlore est-il plus lourd ou plus leger que l'air ? Justifier.
Un gaz dont la densité est supérieure à 1 est plus lourd que l'air.
Enoncer la loi des gaz parfait en expliquant les termes et en précisant les unités.
PV = nRT avec pression P en pascal, volume V en m3, n : quantité de matière en mol ; T : température en kelvin et R = constante = 8,32 J K-1 mol-1.
Etudions la réaction suivante dont l'équation est incomplète :
MnO4-aq + ... +H2C2O4aq --> Mn2+aq +... +CO2aq.
Comment se nomme ce type de réaction ? Oxydoréduction.
Sachant qu'elle se déroule en milieu acide, compléter l'équation bilan.
Réduction de l'oxydant : 2 fois {MnO4-aq +8H+aq + 5e- = Mn2+aq +4H2O }.
Oxydation du réducteur : 5 fois {H2C2O4aq = 2H+aq + 2e- +2CO2aq}.
Ajouter et simplifier : 2MnO4-aq +16H+aq + 10e- +5H2C2O4aq = 2Mn2+aq +8H2O+10H+aq + 10e- +10 CO2aq.
2MnO4-aq +6H+aq +5H2C2O4aq = 2Mn2+aq +8H2O +10 CO2aq.
le dégagement gazeux trouble l'eau de chaux. Ecrire l'équation de la réaction correspondante.
Ca2+aq +2HO-aq + CO2aq = CaCO3(s) + H2O(l).




Etudions la réaction suivante :

Comment se nomme ce type de réaction ?
Estérification limitée par l'hydrolyse de l'ester.
Nommer les réactifs et les produits.
(1) acide éthanoïque ( ou acétique ) ; (2) 3-méthylbutan-1-ol ; (3) ;  éthanoate de 3-méthylbutyle.
On ajoute quelques gouttes d'acide sulfrique comme catalyseur.
Donner la définition d'un catalyseur.
Un catalyseur augmente la vitesse d'une réaction sans intervenir dans le bilan global.
Etudions la réaction suivante : ZnCl2aq + 2NaOHaq--> Zn(OH)2 (s) + 2NaCl aq.
Comment se nomme ce type de réaction ? Précipitation.
Exprimer la vitesse v de la réaction en fonction de la variation de la concentration des espèces. Préciser les unités de v.
v = 1/V dx/dt avec V : volume (L) de la solution, x avancement (mol); v = vitesse en mol L-1 s-1.
[NaCl aq] =2x / V ; v = ½d [NaCl aq]/dt.
[
ZnCl2aq] =c0-x ; v = -d[ZnCl2aq]/dt.
[
NaOH] =c'0-2x ; v = -½d[NaOH]/dt.
Intervalle de confiance [0,512 ; 0,559]
Quelle est la valeur de cette vitesse à l'équilibre ?
La composition du mélange à l'équilibre est constante. la vitesse de la réaction est nulle.
On veut détecter la présence de chlorure dans un lot d'eau polluée grâce au chlorure d'argent AgCl qui est très peu soluble dans l'eau. La constante associée à la réaction vaut 10-10.
Ecrire la réaction de dissolution de AgCl dans l'eau distillée.
AgCl(s) = Ag+aq +Cl-aq.
Ecrire la constante d'équilibre de cette réaction.
K = 10-10 = [
Ag+aq][Cl-aq].
Calculer la concentration en chlorure dans la solutuion dans le cas d'une solution saturée en AgCl.
[Ag+aq]=[Cl-aq]=K½ = 10-5 mol/L.
On introduit maintenant  une concentration de nitrate d'argent de 0,001 mol/L dans l'eau polluée.
Comment peut-on détecter la présence de chlorure ?
Formation d'un précipité blanc de chlorure d'argent.
Quelle est la quantité minimale de chlorure que l'on peut détecter ?
[Cl-aq]=K/ [Ag+aq]= 10-10 / 0,001 = 10-7 mol/L.



  

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