Modéliser des transformations d’acide-base par transferts d’ion hydrogène

« Modéliser des transformations d’acide-base par transferts d’ion hydrogène Situations Réflexes Identifier un transfert d’ion H+ . Repérer quelle espèce a cédé l’ion H+ et quelle espèce a capté l’ion H+ . Ecrire la demi-réaction traduisant la perte d’un ion H+ par l’acide.

Le produit formé est la base conjuguée. Associer un acide et de base conjuguée pour former un couple acide/base. Ecrire l’équation d’une réaction acide-base. Ecrire les deux couples acide/base intervenant.

La réaction s’e↵ectue entre l’acide d’un couple et la base de l’autre couple. Représenter un schéma de Lewis. Les atomes H,C,N et O se comportent toujours d’une même façon qu’on apprend et qu’on applique. Identifier une espèce chimique amphotère. Repérer si l’espèce chimique est à la fois l’acide d’un couple et la base d’un autre couple. 1 Analyser un système par des méthodes physiques Situations Réflexes Déterminer la concentration des ions hydroxyde dans une solution aqueuse connaissant celle des ions oxonium. Utiliser la relation Ke = [H3 O+ ] · [HO− ] = 1, 0 × 10−14 à 25 °C. Déterminer la composition d’un système par pH-métrie. Ecrire la demi-réaction traduisant la perte d’un ion H+ par l’acide.

Le produit formé est la base conjuguée. - Déduire la valeur de [H3 O+ ] à l’équilibre de celle du pH. - Un tableau d’avancement permet de déterminer la composition d’un système. Ecrire l’équation d’une réaction acide-base. Choisir la longueur d’onde pour réaliser un dosage par étalonnage. On choisit une longueur d’onde correspondant au maximum d’absorption pour l’espèce colorée présente dans la solution. Déterminer la concentration inconnue d’un électrolyte par un dosage par étalonnage en conductimétrie. - Tracer la droite d’étalonnage donnant l’absorbance A en fonction de la concentration de la concentration en espèce colorée (à partir des solutions de concentrations connues). - La mesure de l’absorbance de la solution de concentration inconnue permet de la déterminer graphiquement ou à partir de l’équation de la droite. Analyser un spectre UV-visible. - Déterminer la longueur d’onde max du maximum du pic d’absorption et en déduire la couleur des radiations absorbées. - La couleur de l’échantillon analysé est la couleur complémentaire de la précédente. Analyser un spectre IR. Comparer les nombres d’onde de certains pics caractéristiques aux valeurs données par les tables afin d’identifier les liaisons ou groupes présents dans la molécule. 1 Analyser un système par des méthodes chimiques Situations Réflexes Préparer une solution de concentration molaire en soluté apporté donnée à partir d’une solution commerciale concentrée. - Déterminer la concentration de la solution à partir de sa densité et de la fraction massique de soluté apporté. - Chercher le volume de la solution commerciale à prélever pour e↵ectuer la dilution. Donner les caractéristiques d’une réaction de titrage. Savoir qu’une réaction de titrage doit être très rapide et totale. - Tracer la courbe pH= f (V ) où V est le volume de la solution titrante versée. - Utiliser la méthode des tangentes parallèles - Ou chercher l’abscisse de l’extremum de la courbe dpH dV Déterminer le volume de solution titrante versée à l’équivalence lors d’un titrage pH-métrique. - Tracer la courbe = f (V ) où V est le volume de la solution titrante versée. - Déterminer l’abscisse du point d’intersection des deux droites ainsi tracées. Déterminer le volume de solution titrante versée à l’équivalence lors d’un titrage conductimétrique. Exploiter un titrage pour déterminer la quantité de matière du réactif à titrer. - Déterminer la quantité de matière de réactif titrant versée à l’équivalence. - Déterminer la quantité de matière à titrer sachant que les deux réactifs ont été introduits en proportions stœchiométriques à l’équivalence. Interpréter le changement de pente lors d’un titrage conductimétrique. - Faire le bilan des ions présents dans la solution avant et après l’équivalence. - Utiliser la relation liant la conductivité de la solution à la concentration à la concentration des ions présents = où 1 , 2 , ..., présents. Etablir la composition d’un système lors de l’ajout d’un volume V de la solution titrante. 1 [X1 ] + n 2 [X2 ] + ...

+ n [Xn ] sont les conductivités molaires ioniques Distinguer deux situations bien distinctes : - avant l’équivalence : la réaction totale de titrage a lieu et le réactif titrante est limitant ; - après l’équivalence à titrer a été totalement consommé, on ajoute simplement le réactif titrant dans la solution. 1 Evolution temporelle d’un système siège d’une transformation chimique Situations Réflexes Montrer l’influence des facteurs cinétiques sur la vitesse d’une réaction. Vérifier, à partir de résultats expérimentaux, que la réaction est d’autant plus rapide que la température augmente ou que la concentration des réactifs augmente. Donner les caractéristiques de la catalyse. - Savoir que la catalyse peut être hétérogène ou homogène. - Connaı̂tre l’existence d’un cas particulier de la catalyse homogène : la catalyse enzymatique - Savoir qu’un catalyseur peu être sélectif lorsque plusieurs réactions sont susceptibles d’avoir lieu. Déterminer graphiquement la vitesse volumique de disparition d’un réactif à un instant donné. A partir de la courbe représentant les variations de la concentration du réactif en fonction du temps : la vitesse est la pente de la tangente à la courbe à l’instant considéré. Déterminer graphiquement la vitesse volumique de disparition d’un réactif à un instant donné. A partir de la courbe représentant les variations de la concentration du réactif en fonction du temps : la vitesse est l’opposé de la pente de la tangente à la courbe à l’instant considéré. Déterminer graphiquement un temps de demi-réaction. - Déterminer la valeur finale xf de l’avancement. - Déterminer la valeur de la concentration dont on a étudié x les variations pour x = 2f - Déterminer l’abscisse du point correspondant à cette concentration. [R] - Tracer la courbe représentant les variations de ln [R 0] Si la courbe est une droite passant par l’origine, l’hypothèse est validée. - La concentration de vitesse k est l’opposée de la pente de la droite. Identifier si la concentration d’un réactif suit une loi de vitesse d’ordre 1. Utiliser la relation : t1�2 = Déterminer un temps de demi-réaction pour une loi de vitesse d’ordre 1. ln 2 k Identifier les intermédiaires réactionnels dans un mécanisme réactionnel. Un intermédiaire réactionnel est une espèce chimique apparaissant lors d’un autre acte élémentaire.

Il ne figure pas dans l’équation de la réaction. Identifier le catalyseur dans un mécanisme réactionnel. Un catalyseur est une espèce chimique introduite dans un mélange réactionnel pour accélérer la réaction.

Il participe au mécanisme réactionnel mais ne figure pas dans l’équation de la réaction. 1 Evolution temporelle d’un système siège d’une transformation nucléaire Situations Réflexes Identifier le type de radioactivité 1ère possibilité : identifier la particule émise : - noyau d’helium : radioactivité ↵ - électrons : radioactivité − - positon : radioactivité + 2ème possibilité : considérer les variations de A et Z - A diminue de 4, Z diminue de 2 : radioactivité ↵ - A constant, Z augmente de 1 : radioactivité − - A constant, Z diminue de 1 : radioactivité + Identifier le comportement d’un noyau fils excité. Savoir qu’un tel noyau se désexcite en émettant un rayonnement électromagnétique de type . Ecrire l’équation d’une réaction nucléaire. Appliquer les lois de conservation : - de la charge électrique - du nombre de nucléons. Déterminer le nombre de noyaux N (t) où l’activité l’activité A(t) à un instant donné. Utiliser la loi de décroissance radioactive N (t) = N0 e− A(t) = A0 e− t . Déterminer le nombre de noyaux N (t) à un instant t connaissant l’activité A(t) ou l’inverse. Déterminer la constante radioactive de valeur de l’activité A(t). Utiliser la relation A(t) = radioactive. .N (t) où t ou est la constante - Tracer la courbe représentant les variations de ln AA0 en fonction du temps.

La courbe est une droite passant par l’origine. - La constante radioactive est l’opposée de la pente de la droite. à partir d’une série Déterminer une demi-vie t1�2 . 1ère possibilité : graphiquement, chercher à quelle date N (t) = N20 ou A(t) = A20 . 2ème possibilité : utiliser la relation t1�2 = ln 2 . 1 Prévoir le sens d’évolution spontanée d’un système chimique Situations Réflexes Calculer un quotient de réaction initial. Pour les espèces en solution, déterminer les concentrations molaires initiales dans le mélange réactionnel.

L’eau et les solides n’interviennent pas. Déterminer, à un instant donné, si le système chimique est dans son état d’équilibre. Comparer la valeur du quotient de réaction à celle de la constante d’équilibre.

Le système chimique est dans son état d’équilibre si les deux valeurs sont égales. Déterminer le sens d’évolution spontanée d’un système chimique. Pour la réaction considérée, comparer la valeur du quotient de réaction à celle de la constante d’équilibre : - si Qr,i > K : évolution dans le sens direct - si Qr,i < K : évolution dans le sens inverse. Déterminer le sens de l’équation de la réaction traduisant le fonctionnement d’une pile. Appliquer le critère d’évolution spontanée. Déterminer, pour une pile, le sens de déplacement des.... »