Aurélie 05/06

Préparations de solutions : d'après concours technicien chimiste Lille 2003

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Problème 1.

 

  1. Un ester est obtenu par action d'un alcool avec un : aldehyde, acide, ether.
  2. Quel est le couple de solvants non-miscibles ? eau/méthanol ; eau/chloroforme ; hexane/éther.
  3. Parmi les composés suivants, quel est celui qui peut être explosif ? un hypochlorite ; un chlorure ; un perchlorate.
  4. Parmi les composés suivants, quel est celui-qui présente l'isomérie Z-E ? le pent-2-ène ; le but-1-yne ; l'éthylène.
  5. La saponification est une : hydrolyse acide d'une double liaison ; hydrolyse acide d'un ester ; hydrolyse basique d'un ester.
  6. Quel volume occupe une mole d'eau à l'état liquide ? 22,4 mL, 1 L, 18 mL.
  7. Une réaction qui se produit avec dégagement de chaleur est : endothermique, exothermique, adiabatique.
Problème 2

Pour réaliser le dosage des ions nitrate et nitrite, les réactifs suivants doivent être préparés :

  1. Donner la formule de ces ions : NO3- ( nitrate ) ; NO2-.
  2. Une solution mère notée A de permanganate est préparée par dissolution, dans de l'eau, de 6,32 g de permanganate de potassium dans une fiole jaugée de 0,5 L. Calculer la molarité de la solution A. K: 39 ; Mn : 55 ; O : 16 g/mol . M(KMnO4)= 39+55+4*16=158 g/mol ; n= m/M = 6,32 / 158 = 0,04 mol ;
    0,04/0,5 = 0,08 mol/L    .
  3. Quelle quantité de solution A doit-on prélever pour préparer 0,2 L d'une solution à 0,02 mol/L ? facteur de dilution F= 0,08/0,02 = 4 ; volume de la pipette jaugée = 0,2 / 4 = 0,05 L = 50 mL.
  4. La préparation de 0,25 L d'acide oxalique à 0,05 mol/L nécessite 1,575 g d'acide oxalique (acide éthanedioïque) hydraté à n molécules d'eau. Quelle est la valeur de n ?
    Qté de matière = 0,25*0,05 =0,0125 mol ; m= 0,0125M ; M= 1,575/0,0125 = 126g/mol ; formule brute de l'acide oxalique : C2H2O4,nH2O ; M= 90 + 18 n = 126 soit n = 2.
  5. Quelle quantité de sel de Mohr (NH4)2SO4, FeSO4, 6H2O, faut-il introduire dans 0,5 L d'eau distillée acidifiée pour obtenir la solution à 0,3 mol/L ?
    M( sel de Mohr) = 36+96+56+96+6*18 =336 g/mol ; n= 0,5*0,3 = 0,15 mol ; m= nM= 0,15*336 = 50,4 g.


Problème 3

L'étiquette d'une bouteille d'acide sulfurique concentré indique : M=98,07 g/mol ; d= 1,84 ; titre : 97%

  1. Quel volume d'acide sulfurique concentré faut-il prendre pour réaliser 1 L de solution contenant 0,73 mol/L?
    On dispose du matériel suivant : une éprouvette de 100 mL graduée de mL en mL ; une éprouvette de 1 L graduée de 10 mL en 10 mL ; une pipette de 20 mL et une fiole jaugée de 1 L ; eau distillée.
    - Décrire le protocole de préparation de cette solution.
  2. La solution obtenue a-t-elle une concentration obtenue avec une grande précision ? Justifier.
    - Comment vérifier la valeur exacte de cette concentration ?
corrigé
Masse de 1L de solution du commerce : 1840 g

masse d'acide pure : 1840*0,97 =1794,8 g

concentration molaire : 1784,8 / 98,07 =18,2 mol/L

Facteur de dilution : F=18,2 / 0,73 =24,93

volume à prélever :1 /F = 1/24,93 =0,040 L = 40 mL

Prélever 2 fois 20 mL à l'aide de la pipette jaugée ; placer dans la fiole jaugée de 1L contenant un peu d'eau distillée ; compléter jusqu'au trait de jauge avec de l'eau distillée. En utilisant une pipette jaugée, on prépare une solution de concentration très précise.

Pour vérifier la valeur exacte de cette concentration, effectuer un titrage avec une solution titrée d'hydroxyde de sodium.

problème 4 :

Le traitement chimique d'une molécule halogénée A comportant un atome de chlore conduit à un alcane B et à de l'acide chlorhydrique. L'alcane contient en masse : 84,4% de carbone.

  1. Déterminer les formules brutes de A et B.
  2. Sachant que A ne possède pas de carbone asymétrique ; B ne peut conduire qu'à deux dérivés monochlorés distincts, fournir la formule semi-développée de A et B ; nommer ces composés.
corrigé
Formule brute de B : CnH2n+2 ; 12 n / 84,4 = M/100 avec M= 14n+2 ; (14n+2)*0,844 = 12 n d'où n = 9.

A--> B +HCl d'où B s'identifie à C9H2n+1Cl.

B ne peut conduire qu'à deux dérivés monochlorés distincts : B possède deux types d'atomes d'hydrogène

d'où (CH3)3C-CH2-C(CH3)3 2,2,4,4-tétraméthylpentane

A peut être : (CH3)3C-CHCl-C(CH3)3 3-chloro- 2,2,4,4-tétraméthylpentane

ou bien ClH2C-C(CH3)2-CH2-C(CH3)3 1-chloro 2,2,4,4-tétraméthylpentane

problème 8

Dans les flacons contenant des cosmétiques, datant de l'Egypte ancienne, les omposés suivants ont été trouvés. Compléter le tableau : ( réponses écrites en bleu)
nom
formule
cation
anion
galène ou sulfure de plomb
PbS
Pb2+
S2-
hydroxychlorure de plomb
PbOHCl
Pb2+
OH- et Cl-
carbonate et bischlorure de diplomb
PbCO3, PbCl2
Pb2+
CO32- et Cl-
carbonate de sodium
Na2CO3
Na+
CO32-
carbonate de plomb
PBCO3
Pb2+
CO32-


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