EXERCICE I : CHIMIE A USAGE DOMESTIQUE (6,5pts)
Nouvelle Calédonie 11/2008 EXERCICE I : CHIMIE À USAGE DOMESTIQUE ....
À la seconde équivalence E2 , on lit pH = 5,4 < pKA. L'espèce prédominante ...
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Nouvelle Calédonie 11/2008 EXERCICE I : CHIMIE À USAGE DOMESTIQUE
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1. Analyse dun déboucheur de canalisations domestiques.
1.1. Titrage, en présence dun indicateur coloré, de la solution diluée de DesTop®
1.1.1. Équation de la réaction associée à la transformation chimique qui se produit lors du titrage :
HO(aq) + H3O+(aq) = 2H2O(l)
1.1.2. K1 = EMBED Equation.DSMT4
K1 = EMBED Equation.DSMT4 = 1,0(1014
1.1.3. À léquivalence les réactifs ont été introduits dans les proportions stchiométriques :
n(HO)présente = n(H3O+)versée soit c.V = ca.VE c = EMBED Equation.DSMT4
c = EMBED Equation.DSMT4 = 6,0(10 2 mol.L-1
1.1.4. Le passage à léquivalence est repéré expérimentalement par un changement de couleur de lindicateur coloré. Le BBT initialement bleu, prend une teinte verte, puis jaune.
1.1.5. Daprès les données du texte encadré : cc = EMBED Equation.DSMT4
cc = EMBED Equation.DSMT4 = 6,0 mol.L-1 Attention ( est donnée en g.mL-1, il faut la convertir en g.L-1
Daprès le dosage : La solution de DesTop® est diluée 100 fois, donc cC = 100.c alors cC = 6,0 mol.L-1
Les résultats obtenus sont identiques.
1.2. Présence dammoniac dans le DesTop®
1.2.1. NH3(aq) + H3O+(aq) = NH4+(aq) + H2O(l)
1.2.2. K2 = EMBED Equation.DSMT4 K2 = EMBED Equation.DSMT4 = 1,6(109
1.2.3.
1.3. Titrage pH-métrique de la solution diluée de DesTop®
1.3.1. Pour Va = 15,0 mL, par lecture graphique, pH EMBED Equation.DSMT4 7,6. Lindicateur coloré passe du bleu au vert.
1.3.3. Daprès la figure 1, on lit EMBED Equation.DSMT4 = 12,8 mL.
À léquivalence les réactifs ont été introduits dans les proportions stchiométriques :
n(HO)ini = n(H3O+)versée alors [HO(aq)].V = ca. EMBED Equation.DSMT4 donc [HO(aq)] = EMBED Equation.DSMT4
[HO(aq)] = EMBED Equation.DSMT4 = 5,1(10 2 mol.L-1
1.3.4. À la seconde équivalence E2 , on lit pH = 5,4 < pKA. Lespèce prédominante est maintenant lion ammonium. Tout lammoniac a réagi.
1.3.5. Va = EMBED Equation.DSMT4 EMBED Equation.DSMT4 Par lecture graphique EMBED Equation.DSMT4 = 15,3 mL
Il vient Va = 15,3 12,8 = 2,5 mL
1.3.6. À léquivalence les réactifs ont été introduits dans les proportions stchiométriques :
n(NH3)ini = n(H3O+)versée soit [NH3(aq)].V = ca. EMBED Equation.DSMT4 donc [NH3(aq)] = EMBED Equation.DSMT4
[NH3aq)] = EMBED Equation.DSMT4 = 1,0(10 2 mol.L-1
2. Obtention de savon
2.1. Synthèse dun savon au laboratoire
2.1.1. Chauffage à reflux
2.1.2.
+ 3 (Na+(aq) + HO (aq)) = + 3 (C17H33COO (aq) + Na+(aq))
2.2. Propriétés du savon
2.2.1. Un composé est dit hydrophile (qui « aime » leau) sil présente une affinité pour leau.
Il est dit hydrophobe (qui a « peur » de leau) sil présente une forte répulsion pour leau. Il est alors soluble dans les corps gras.
2.2.2.a. La tête représente lion carboxylate, soluble dans leau : partie hydrophile. La chaîne carbonée est insoluble dans leau : cest la partie hydrophobe.
2.2.2.b. La tête hydrophile va se dissoudre dans leau. La chaîne hydrophobe va se dissoudre dans la goutte dhuile. Cest le schéma C qui convient.
O
pH
NH3
NH4+
pKA = 9,2
CH2
C17H33
OH
CH2
OH
C17H33
CO
CO
O
C17H33
CO
O
CH2
VE2
CH
Sortie d'eau
Réfrigérant à boules
Arrivée d'eau froide
Ballon contenant le mélange réactionnel
chauffe-ballon
CH
OH
CH2
Tête hydrophile
Chaîne hydrophobe
15
pHE1 = 10,7
pHE2 = 5,4
1.3.2. pHE1 > pKA , ainsi NH3 est encore présent dans le mélange.
VE1
eau
eau
C
huile
