QCM N° 13 sur la réaction chimique par échange de proton. Terminale S 2012

QCM N° 13

Réaction chimique

par échange

de proton :

Cours

QCM N° : 13

Réaction chimique par échange de proton :

AIDE

Pour chaque question, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s).

Énoncé

Le pH et la concentration

[H₃O⁺] sont reliés par :

[H₃O⁺]

= 10^{–

pH}

= log [H₃O⁺]

= – log [H₃O⁺]

Une solution d’acide

méthanoïque a un pH égal

à 2,6. La concentration

[H₃O⁺] dans

la solution est :

[H₃O⁺]

= 10^–^2,6 mol. L^–1

[H₃O⁺]

= 10^2,6 mol. L^–1

[H₃O⁺]

= 2,5 mmol. L^–1

La réaction entre l’acide

méthanoïque HCOOH

et l’eau conduit à un

équilibre chimique.

L’équation de la réaction est :

HCOOH (aq)

+ H₂O (ℓ)

→

HCOO^– (aq)

+ H₃O⁺ (aq)

HCOOH (aq)

+ H₂O (ℓ)

HCOO^– (aq)

+ H₃O⁺ (aq)

HCOO^– (aq)

+ H₃O⁺ (aq)

→

HCOOH (aq)

+ H₂O (ℓ)

L’ammoniac est une base

au sens de Brönsted.

L’ammoniac :

Peut capter

un proton H⁺

A pour acide

conjugué NH₂^–

Appartient au

couple acide / base

NH₄⁺ / NH₃.

La réaction acido-basique

d’équation ci-dessous

correspond à un transfert :

HNO₂ (aq) + H₂O (ℓ)

NO₂^– (aq) + H₃O⁺ (aq)

D’un proton de

HNO₂ (aq)

vers NO₂^–(aq)

D’un proton

de HNO₂ (aq)

vers H₂O (ℓ)

D’un électron

de HNO₂ (aq)

vers NO₂^–(aq)

La constante d’acidité K_A du

couple HClO / ClO^–, dont le

pK_A vaut 7,5 à 25 ° C, est :

réponse A

réponse B

Égale à

K_A = 10^7,5

L’aniline C₆H₅NH₂ est la

base du couple

C₆H₅NH₃⁺ / C₆H₅NH₂ de

pK_A = 4,6. Dans une solution

aqueuse d’aniline, telle que :

pH = 6,0,

l’aniline

prédomine.

pH = 3,0

l’ion anilinium

prédomine.

pH = 4,6,

aucune espèce

ne prédomine.

ABC

Le pH d’une solution d’acide

fort de concentration C est :

pH = log C

pH = pKe + log C

pH = - log C

La réaction entre un

acide fort et une

base forte

Libère de

l’énergie

thermique.

À pour équation :

H₃O⁺ (aq)

+ HO^– (aq)

→ 2 H₂O (ℓ)

À pour équation :

2 H₂O (ℓ)

→ H₃O⁺ (aq)

+ HO^– (aq)

Le pH d’une solution

contenant un acide faible

AH et de sa base

conjuguée A^–, et tel que

[AH] = 2 [A^–], est :

Supérieur au

pK_A

du couple

Inférieur au

pK_A

du couple

Égal au

pK_A

du couple

Si le pH d’une solution

contenant un couple

acide faible / base faible

est inférieur à 7,0, alors :

L’espèce

prédominante

est l’acide

faible.

L’espèce

prédominante

est la base

faible.

L’espèce

prédominante

dépend du pK_A

du couple.

L’espèce prédominante du

couple

NH₄⁺ / NH₃ (pK_A = 9,2),

dans une solution où

[H₃O⁺] = 2,5×10^–4 mol.L^–1

est :

NH₄⁺

NH₃

On ne peut

pas savoir.

Questionnaire a été réalisé avec Questy Pour s'auto-évaluer

AIDE

► Définition :

- Pour une solution aqueuse diluée, [H₃O⁺] ≤ 0,05 mol . L^–1, le pH est défini par :

- pH = – log [H₃O⁺] cette relation est équivalente à [H₃O⁺] = 10^{–

pH} mol . L^–1

► Concentration en ion H₃O⁺ :

- pH = 2,6 ;

- [H₃O⁺] = 10^–

pH mol . L^–1

- [H₃O⁺] = 10^{–

2,6} mol . L^–1

- [H₃O⁺] = 2,5 × 10^{–

3} mol . L^–1

- [H₃O⁺] = 2,5 mmol . L^–1

► Réaction chimique :

HCOOH (aq) + H₂O (ℓ) HCOO^– (aq) + H₃O⁺ (aq)

► L’ammoniac :

- Couple acide / base : NH₄⁺ / NH₃.

- NH₄⁺ H⁺ + NH₃

► Transfert de proton :

trasfert de proton

► Constante d’équilibre :

- On considère l’acide HClO (aq), de couple HClO (aq) / ClO ^– (aq), qui réagit avec l’eau selon l’équation :

HClO (aq) + H₂O (ℓ) ClO^– (aq) + H₃O⁺ (aq)

- La constante d’acidité K_A du couple AH (aq) / A ^– (aq) est la valeur numérique du quotient suivant :

- On écrit :

- Par définition : pK_A = – log K_A, soit K_A = 10^{–
pKA}

► Domaine de prédominance :

- représentation sur un axe horizontal : couple AH / A^–.

► Un acide AH est fort dans l’eau si sa réaction avec l’eau est totale.

- L’équation de cette réaction s’écrit alors avec une simple flèche :

AH (aq)

H₂O (ℓ)

→

A^– (aq)

H₃O ⁺ (aq)

- Le pH d’une solution diluée d’acide fort, de concentration C en soluté apporté, est :

pH acide fort

► Réaction entre un acide fort et une base forte.

- L’équation d’un acide fort avec une base forte s’écrit :

H₃O⁺ (aq) + HO^– (aq) → 2 H₂O (ℓ)

- C’est la réaction inverse de l’autoprotolyse de l’eau.

2 H₂O (ℓ) H₃O⁺ (aq) + HO^– (aq)

- La réaction entre un acide fort et une base forte libère de l’énergie thermique et s’accompagne d’une élévation de température du mélange réactionnel.

- L’énergie thermique libérée par la réaction est d’autant plus grande que les quantités de matière mises en jeu sont importantes.

► Valeur du pH et espèce prédominante :

- [H₃O⁺] = 2,5 × 10^{–

4} mol . L^–1

- pH = – log [H₃O⁺]

- pH = – log (2,5 × 10^{–

4})

- pH ≈ 3,6

- En conséquence, pH < pK_A, l'espèce NH₄⁺prédomine devant l’espèce NH₃.