Chimie, concours aide technique 2002

I. Préparation d'une solution.
On souhaite préparer 1 L de solution aqueuse de chlorure d'ammonium NH₄Cl ( solution A) et 1 L de solution aqueuse d'ammoniac NH₃ ( solution B) de même concentration 0,1 mol / L.
1. Quelle masse m de chlorure d'ammonium anhydre faut-il peser ?
Quantité de matière de chlorure d'ammonium : n = 0,1 mol.
M(NH₄Cl) = 14 +4 +35,5 =53,5 g / mol.
m = 0,1 x53,5 = 5,35 g.
2. Pour préparer la solution B, on utilise une solution mère de concentration C = 1 mol / L. Calculer le volume de solution mère à prélever pour obtenir 200 mL de solution B.
Facteur de dilution F = 1 /0,1 = 10.
Volume de solution mère à prélever : 200 / 10 = 20 mL.
3. Indiquer les produits et la verrerie nécessaires à la préparation de B.
Verser un peu de solution mère ( NH³) dans un becher de 100 mL.
Prélever 20,0 mL de cette solution à l'aide d'une pipette jaugée.
Verser ce prélevement dans une fiole jaugée de 200 mL contenant un peu d'eau distillée.
Compléter jusqu'au trait de jauge avec de l'eau distillée.
Boucher et agiter pour rendre homogène.
4. Quelles sont les précautions à prendre lors de cette préparation ?
Port de blouse, gant et lunettes de protection.

II. Dosage d'un vinaigre.
L'étiquette d'une bouteille de vinaigre porte l'indication : 6 degrés.
Le degré correspond à la ùmasse d'acide éthanoïque pur dans 100 g de vinaigre.
On souhaite déterminer la concentration molaire en acide éthanoïque C de ce vinaigre.
1. On prépare une solution S de volume V₁ = 100 mL et de concentration en acide éthanoïque C₁ = 0,01 C.
a. Quel volume de vinaigre fautil prélever ?
Facteur de dilution : 1 / 0,01 = 100.
Volume à prélever : V₁ / 100 = 1,0 mL.
2. On prélève v₁ = 10 mL de solution S que l'on dose avec une solution d'hydroxyde de sodium de concentration C_B = 0,010 mol/ L. L'équivalence est obtenue pour V_BE = 10,8 mL.
a. Faire un schéma du dispositif.

b. Les indicateurs disponibles sont la phénolphtaléine ( zone de virage 8,2 - 9,8) et l'hélianthine ( zone de virage ( 3,2 - 4,4). Indiquer le choix de l'indicateur coloré. Justifier.
A l'équivalence la solution contient une base faible, l'ion éthanoate CH₃COO^-, le pH est donc supérieur à 7.
Le pH du point équivalent doit appartenir à la zone de virage de l'indicateur coloré. On choisit la phénolphtaléine.
c. Calculer C₁ puis C.
A l'équivalence C₁ = C_B V_BE / v₁ = 0,010 x10,8 / 10 = 0,0108 mol/ L.
C = 100 C₁ = 1,08 mol / L.
d. La densité du vinaigre est égale à 1. Calculer le degré du vinaigre et le comparer avec l'indication de l'étiquette.
M(CH₃COOH) =12 x2 +4 +2 x16 = 60 g / mol.
masse d'acide éthanoïque dans 1 L de vinaigre : 60 x1,08 =64,8 g.
Soit 6,48 g d'acide éthanoïque dans 100 g de vinaigre ( degé : 6,48).
Eczrt relatif ( 6,48 -6) / 6 = 0,08 ( 8 %).
A 8% près, les résultats concordent.