Chimie Concours Commun 2021/2022

Un mélange de volume $\mathrm{V}=100 \mathrm{~mL}$ contient initialement $n_1\left(\mathrm{H}_2 \mathrm{O}_2\right)=3.10^{-3} \mathrm{~mol}$ d’eau oxygènée, $n_1\left(I^{-}\right)=5.10^{-3} \mathrm{~mol}$ d’ions iodure et $n_3\left(H^{+}\right)=4.10^{-3}$ d’ions hydrogène. La réaction chimique qui se produit est modélisée par l’équation :

$$
\mathrm{H}_2 \mathrm{O}_{2(a q)}+2 \mathrm{I}_{(a q)}^{-} \longrightarrow \mathrm{I}_{2(a q)}+2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}_{(I)}
$$

Le suivi temporel de la formation de diiode $I_{2(a q)}$ a permis de la tracer la coube $\left[I_{2(a q)}\right]=f(t)$ ci-contre.
La valeur de l’avancement final de la réaction est :

La valeur du temps demi-réaction est :

La valeur de la vitesse volumique de la réaction à $t_0=0$ est :

On introduit, à $25^{\circ} \mathrm{C}$, dans un ballon une masse $\mathrm{m}$ de carbonate de calcium $\mathrm{CaCO}_{3(s)}$

et on y verse à $t_0=0$, volume $V_A=158 \mathrm{~mL}$ d’une solution aqeuse d’acide lactique $\mathrm{C}_3 \mathrm{H}_6 \mathrm{O}_{3(\text { aq) }}$ de concentration molaire $C_A=8,0.10^{-2} \mathrm{~mol} . \mathrm{L}^{-1}$.
La transformation chimique qui se produit est modélisée par l’équation : 

La valeur de l’avancement final de la réaction est :

La valeur du volume de dioxyde de carbone formé à l’instant $t=t_{1 / 2}$ est :

L’acide acétylsalicylique de formule $\mathrm{C}_9 \mathrm{H}_8 \mathrm{O}_4$, connu sous le nom d’aspirine est utilisé dans de nombreux médicaments pour ses propriétés antalgiques et anti-inflammatoires. On dissout un comprimé d’aspirine dans le volume $\mathrm{V}=100 \mathrm{~mL}$ d’eau pure pour obtenir une solution aqueuse (S).La conductivité de la solution (S) vaut $\sigma=109 \mathrm{mS} \cdot \mathrm{m}^{-1}$.

La transformation chimique qui se produit est modélisée par l’équation:
$$
\mathrm{C}_8 \mathrm{H}_7 \mathrm{O}_2 \mathrm{COOH}_{(a q)}+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}_{(l)} \rightleftharpoons \mathrm{C}_8 \mathrm{H}_7 \mathrm{O}_2 \mathrm{COO}_{(a q)}^{-}+\mathrm{H}_3 \mathrm{O}_{(a q)}^{-}
$$

Données :

– $\lambda_1=\lambda_{\mathrm{C}_8 \mathrm{H}_7 \mathrm{O}_2 \mathrm{COO}_{(a q)}^{-}}=3,6 \cdot 10^{-3} \mathrm{~S} \cdot \mathrm{m}^2 \cdot \mathrm{mol}^{-1} ; \lambda_2=\lambda_{\mathrm{H}_3 \mathrm{O}_{(\mathrm{aq})}^{-}}=35,0 \cdot 10^{-3} \mathrm{~S} \cdot \mathrm{m}^2 \cdot \mathrm{mol}^{-1}$

– On néglige l’effet des ions $\mathrm{HO}_{(a q)}^{-}$sur la conductivité de la solution (S)

– $M\left(\mathrm{C}_9 \mathrm{H}_8 \mathrm{O}_4\right)=180 \mathrm{~g} \cdot \mathrm{mol}^{-1} ; K_e=10^{-14}$

– $\log (2,82)=0,45 ; 2,82 \times 38,6 \approx 109 ; 9 \times 27,8 \approx 250$

La valeur de la concentration molaire effective en ions oxonium dans la solution (S) est :

On titre le volume $V_A=50 \mathrm{~mL}$ de la solution $(S)$ par une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium $\mathrm{Na}_{(a q)}^{+}+H O_{(a q)}^{-}$de concentration molaire $C_B=5,0.10^{-2} \mathrm{~mol} . \mathrm{L}^{-1}$.Le volume versé à l’équivalence est $V_{B, E}=27,8 \mathrm{~mL}$.

La constante d’équilibre associée à l’équation de la réaction du dosage est $K=3,2.10^{10}$.

La valeur de la masse d’aspirine contenue dans le comprimé étudié est :

La valeur de la constante d’acidité $K_A$ du couple acide/base associé à l’acide acétylsalicylique est :

On considère une solution aqueuse ( $\mathrm{S}$ ), d’acide monochloroéthanoïque de formule $\mathrm{ClCH}_2 \mathrm{COOH}$, de volume $\mathrm{V}$, de concentration molaire $C=10^{-2} \mathrm{~mol} . \mathrm{L}^{-1}$ et de $\mathrm{pH}=2,43$.

Données : $10^{0,57} \approx 3,7 ; 10^{-0,43} \approx 0,37 ; 10^{0.43} \approx 2,7$

La valeur du taux d’avancement final de la réaction est :

Les concentrations molaires des espèces $\mathrm{ClCH}_2 \mathrm{COOH}_{(a q)}$ et $\mathrm{ClCH}_2 \mathrm{COO}_{(a q)}^{-}$dans la solution (S) Vérifient l’égalité :

On introduit initialement dans un bécher une solution aqueuse d’acide méthanoïque $\mathrm{HCO}_2 \mathrm{H}_{(a q)}$ et une solution aqueuse d’éthanoate de sodium $\mathrm{Na}_{(a q)}^{+}+\mathrm{CH}_3 \mathrm{CO}_{2(a q)}^{-}$.

Les deux solutions on même volume $\mathrm{V}$ et même concentration molaire $\mathrm{C}$.

La transformation chimique qui se produit est modélisée par l’équation $\mathrm{HCO}_2 \mathrm{H}_{(a q)}+\mathrm{CH}_3 \mathrm{CO}_{(a q)}^{-} \rightleftharpoons \mathrm{HCO}_{2(a q)}^{-}+\mathrm{CH}_3 \mathrm{CO}_2 \mathrm{H}_{(a q)}$ de constante d’équilibre $\mathrm{K}=10$

Donnée :

– $\mathrm{K}_{\mathrm{A} 1}\left(\mathrm{CH}_3 \mathrm{CO}_2 \mathrm{H}_{(\mathrm{aq})} / \mathrm{CH}_3 \mathrm{CO}_{2(\mathrm{aq})}^{-}\right)=1,8.10^{-5}$

– $\sqrt{10} \approx 3,16 ; 76 \times 416 \approx 3,16.10^4$

L’expression du taux d’avancement final à l’état d’équilibre du système est :

La valeur du taux d’avancement final dela réaction est :

La valeur de la constante d’acidité du couple $\left(\mathrm{HCO}_2 \mathrm{H}_{(a q)} / \mathrm{HCO}_{2(\mathrm{aq})}^{-}\right)$ est :

Certains produits pharthaceutiques sont fabriqués à partir de l’éthanamine(l’éthylamine) , de formule chimique $\mathrm{C}_8 \mathrm{H}_5 \mathrm{NH}_2$ qui est une base selon BrÖnsted.

On prépare une solution aqueuse $\left(S_B\right)$ d’éthanamine de concentration molaire $C_B=2,0.10^{-2} \mathrm{~mol} . \mathrm{L}^{-1}$ et de $\mathrm{pH}=11,5$.

Données : $p K_e=14 ; 10^{-0,5} \approx 0,316 ; 10^{0,5} \approx 3.16 ; 16^2=256 ; 128 \div 6 \approx 21$ .

La transformation chimique qui a eu lieu lors de la préparation de la solution $\left(S_B\right)$ est modélisée par l’équation:

La valeur du pH de la solution (S) est :

La valeur du taux d’avancement final de la réaction est :

La valeur du quotient de réaction $Q_{\text {r.éq }}$ à l’état d’équilibre du système est :

La valeur de la constante d’acidité du couple $\left(\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_5 \mathrm{NH}_{3(a q)}^{+} / \mathrm{C}_2 \mathrm{H}_5 \mathrm{NH}_{2(a q)}\right)$ est :

La valeur du pH de la solution $(S)$ est :