QCM chimie concours paramédicaux ( acide base, constante d'équilibre)

On dissout 0,2 mol de phénate de sodium C6H5ONa dans 1 L d'eau. On donne pKa1 (C6H5OH/C6H5O-)=10 et pKa2 (CH3COOH/CH3COO-)=4,8. La réaction a une constante d'équilibre K dont la valeur est : 5,6.10-4 ; 45 ; 2.104 ; 10-4 ; 1. C6H5O- +H2O = C6H5OH +HO-. K = [C6H5OH][HO-] / [C6H5O-] =[HO-] [H3O+] [C6H5OH] / ( [C6H5O-][H3O+] ) Or Ka1 = [C6H5O-][H3O+] / [C6H5OH] et Ke = [HO-] [H3O+] d'où K = Ke/Ka =10-14 / 10-10 = 10-4. Le quotient de réaction initial Qr,i a une valeur de : 22 ; 5 ; 0 ; 10-4 ; 104. Qr,i = [C6H5OH]i[HO-]i / [C6H5O-]i avec [C6H5OH]i =0 ; Qr,i = 0. Choisir les affirmations exactes : A- La solution est acide car la réaction produit des ions oxonium. Faux. La réaction libère des ions HO- qui réagissent avec les ions oxonium présents. [H3O+] diminue et le pH augmente. avancement (mol/L) C6H5 O- +H2O = C6H5 OH +HO- initial 0 0,2 solvant en large excès 0 0 en cours x 0,2-x x x fin xfin 0,2-xfin xfin xfin K = 10-4 = x2fin / (0,2-xfin) ; 0,2 10-4 - 10-4 xfin = x2fin ; x2fin + 10-4 xfin-0,2 10-4 =0 ; la résolution donne : xfin= 4,42 10-3 mol/L [H3O+] = 10-14 / (4,42 10-3 )=2,26 10-12 mol/L ; pH =11,65. On suppose que le pH vaut 11,65. B- La concentration, à l'équilibre, des ions phénates est 0,196 mol/L. Vrai. 0,2-xfin = 0,2 - 4,42 10-3 =0,196 mol/L. C- La concentration, à l'équilibre, des ions hydroxyde est 0,045 mol/L. Faux. [HO-]éq=xfin= 4,42 10-3 mol/L. D- La concentration, à l'équilibre, en phénol est 0,0045 mol/L.Vrai. [HO-]éq= [C6H5 OH]éq=xfin= 4,42 10-3 mol/L.   Dans 20 mL de solution de phénate de sodium à 0,2 mol/L, on verse 10 mL d'acide éthanoïque à 0,2 mol/L. A l'équilibre le pH vaut 10. La réaction a une constante d'équilibre K dont la valeur est : 1,6.105 ; 104,8 ; 10-10 ; 7.10-5 ; 10-4. C6H5O- +CH3COOH = C6H5OH +CH3COO-. K = [C6H5OH][CH3COO-] / ([C6H5O-][CH3COOH]) =[CH3COO-] [H3O+]/ [CH3COOH] * [C6H5OH] / ( [C6H5O-][H3O+] ) Or Ka1 = [C6H5O-][H3O+] / [C6H5OH] et Ka2 = [CH3COO-] [H3O+]/ [CH3COOH] d'où K = Ka2/Ka1 =10-4,8 / 10-10 = 105,2 =1,6 105. La concentration, à l'équilibre, en ions phénates en mol/L est : 104,8 ; 0,067 ; 0,133 ; 0 ; 10-4. avancement (mol) C6H5O- + CH3COOH =C6H5OH +CH3COO- initial 0 CV=4.10-3 C'V' =2.10-3 0 0 en cours x 4.10-3 -x 2.10-3 -x x x fin xmax 4.10-3 -xmax 2.10-3 -xmax xmax xmax 2.10-3 2.10-3 0 2.10-3 2.10-3 CH3COOH est en défaut : 2.10-3 -xmax = 0 ; xmax = 2.10-3 mol [C6H5O-]fin =2.10-3 / (0,02+0,01) =6,67 10-2 mol/L.     La concentration, à l'équilibre, en phénol en mol/L est : 104,8 ; 0,067 ; 0, 133 ; 0 ; 10-4. [C6H5OH]fin =2.10-3 / (0,02+0,01) =6,67 10-2 mol/L. La concentration, à l'équilibre, en acide éthanoique en mol/L est : 4,2.10-7 ; 0 ; 0,133 ; 0,067 ; 10-5. K = [C6H5OH]fin[CH3COO-]fin / ([C6H5O-]fin[CH3COOH]fin) = 1,6 105. [CH3COOH]fin =   [C6H5OH]fin[CH3COO-]fin / (1,6 105 [C6H5O-]fin) [CH3COOH]fin =   6,67 10-2 *6,67 10-2 / (1,6 105 *6,67 10-2 ) [CH3COOH]fin =6,67 10-2 / 1,6 105 = 4,2.10-7.

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