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1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Composition chimique d'un système
Ch. 2
Composition chimique des solutions
Ch. 3
Évolution d'un système chimique
Ch. 4
Réactions d'oxydoréduction
Ch. 5
Détermination d'une quantité de matière par titrage
Livret Bac : Thème 1
Ch. 6
De la structure à la polarité d'une entité
Ch. 7
Interpréter les propriétés d’une espèce chimique
Ch. 8
Structure des entités organiques
Ch. 9
Synthèse d'espèces chimiques organiques
Ch. 10
Conversions d'énergie au cours d'une combustion
Livret Bac : Thème 1 bis
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Modélisation d'interactions fondamentales
Ch. 12
Description d'un fluide au repos
Ch. 13
Mouvement d'un système
Livret Bac : Thème 2
3. L'énergie, conversions et transferts
Ch. 14
Études énergétiques en électricité
Ch. 15
Études énergétiques en mécanique
Livret Bac : Thème 3
4. Ondes et signaux
Ch. 16
Ondes mécaniques
Ch. 17
Images et couleurs
Ch. 18
Modèles ondulatoire et particulaire de la lumière
Livret Bac : Thème 4
Méthode
Fiches méthode
Fiche méthode compétences
Annexes
Thème 1
Sujet bac 1
Détartrage d'une cafetière (un pas vers la terminale)
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Énoncé
Un détartrant pour cafetière est vendu dans le commerce sous forme de poudre blanche en sachets de 7,5 g. Pour qu'un détartrage soit efficace, une solution détartrante doit contenir 15,0 g∙L-1 d'acide sulfamique mais les sachets vendus n'indiquent pas la composition. On doit donc déterminer la teneur du détartrant en acide sulfamique qui est un acide fort et a pour formule \mathrm{NH}_{2} \mathrm{SO}_{3} \mathrm{H}(\mathrm{S}). Pour déterminer le pourcentage massique d'acide sulfamique dans la poudre, on réalise un titrage conductimétrique d'une solution de ce détartrant par une solution titrante d'hydroxyde de sodium (\mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq})\: ;\: \mathrm{OH}^{-}(\mathrm{aq})).
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Doc. 1Protocole de titrage conductimétrique
1) Solution S de détartrant : 1,0 g de détartrant est dissous dans de l'eau distillée dans une fiole jaugée de 200,0 mL.
2) Solution titrante Sb d'hydroxyde de sodium \bf{(\mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq}) ; \mathrm{HO}^{-}(\mathrm{aq}))} : 5,0 mL d'une solution mère d'hydroxyde de sodium S0 de concentration c_{0} = 2,0 mol·L-1 dilués dans une fiole jaugée de 100,0 mL.
3) La burette est remplie de solution d'hydroxyde de sodium Sb. Un échantillon de 20,0 mL de solution de détartrant S est placé dans un erlenmeyer et dilué avec 150 mL d'eau distillée. Sous agitation, la cellule d'un conductimètre (étalonnée au préalable) est immergée dans la solution. La solution Sb est coulée millilitre par millilitre et la valeur de conductivité \sigma du mélange est relevée en fonction du volume de base coulé V_{\text{b}}.
2) Solution titrante Sb d'hydroxyde de sodium \bf{(\mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq}) ; \mathrm{HO}^{-}(\mathrm{aq}))} : 5,0 mL d'une solution mère d'hydroxyde de sodium S0 de concentration c_{0} = 2,0 mol·L-1 dilués dans une fiole jaugée de 100,0 mL.
3) La burette est remplie de solution d'hydroxyde de sodium Sb. Un échantillon de 20,0 mL de solution de détartrant S est placé dans un erlenmeyer et dilué avec 150 mL d'eau distillée. Sous agitation, la cellule d'un conductimètre (étalonnée au préalable) est immergée dans la solution. La solution Sb est coulée millilitre par millilitre et la valeur de conductivité \sigma du mélange est relevée en fonction du volume de base coulé V_{\text{b}}.
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Doc. 2Valeurs de conductivité
Lors d'un titrage, la conductivité de la solution titrée évolue en fonction des espèces présentes et du volume v_{b} d'hydroxyde de sodium versé. L'équivalence est mise en évidence
par un changement de pente de la courbe de la conductivité en fonction de V_{b}.
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- Masse molaire : M(\mathrm{NH}_{2} \mathrm{SO}_{3} \mathrm{H})= 97,1 g·mol-1 ;
M(\mathrm{CaCO}_{3})= 100,1 g·mol-1 ; - Volume molaire d'un gaz à 20 °C sous \bf{P_{atm}} : V_{\mathrm{m}}= 24,1 L·mol-1.
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Questions
L'équation de la réaction de titrage est : \mathrm{NH}_{2} \mathrm{SO}_{3} \mathrm{H}(\mathrm{aq})+\mathrm{HO}^{-}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{NH}_{2} \mathrm{SO}_{3}^{-}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}).
1. Faire le schéma du dispositif employé.
2. Déterminer le volume équivalent V_{\text{E}}.
3. Calculer la concentration c_{\text{a}} en acide sulfamique de la solution S.
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2. Déterminer le volume équivalent V_{\text{E}}.
3. Calculer la concentration c_{\text{a}} en acide sulfamique de la solution S.
4. Déterminer le pourcentage en masse d'acide sulfamique dans le détartrant commercial.
Un sachet de 7,5 g d'acide sulfamique est dilué dans 500,0 mL d'eau et utilisé pour détartrer une cafetière. Le tartre est constitué de carbonate de calcium \mathrm{CaCO}_{3}(\mathrm{s}). Après utilisation, la solution est analysée et son pH indique que tout l'acide a réagi avec le tartre.
5. Écrire l'équation bilan de la réaction se produisant entre la solution S et le dépôt de tartre sachant qu'il y a dégagement de \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{g}) durant le détartrage production d'eau \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} et formation d'ions \mathrm{Ca}^{2+}(\mathrm{aq}) et \mathrm{NH}_{2} \mathrm{SO}_{3}^{-}(\mathrm{aq}).
6. Déterminer la masse de carbonate de calcium \mathrm{CaCO}_{3}(\mathrm{s}) éliminée.
7. Déterminer le volume de dioxyde de carbone \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{g}) libéré lors du détartrage.
Un sachet de 7,5 g d'acide sulfamique est dilué dans 500,0 mL d'eau et utilisé pour détartrer une cafetière. Le tartre est constitué de carbonate de calcium \mathrm{CaCO}_{3}(\mathrm{s}). Après utilisation, la solution est analysée et son pH indique que tout l'acide a réagi avec le tartre.
5. Écrire l'équation bilan de la réaction se produisant entre la solution S et le dépôt de tartre sachant qu'il y a dégagement de \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{g}) durant le détartrage production d'eau \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} et formation d'ions \mathrm{Ca}^{2+}(\mathrm{aq}) et \mathrm{NH}_{2} \mathrm{SO}_{3}^{-}(\mathrm{aq}).
6. Déterminer la masse de carbonate de calcium \mathrm{CaCO}_{3}(\mathrm{s}) éliminée.
7. Déterminer le volume de dioxyde de carbone \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{g}) libéré lors du détartrage.
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