Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau terminale
Partager :

Acides soufrés sujet bac

Posté par
eve123
29-12-20 à 13:08

Bonjour,
Je souhaiterais de l'aide pour l'exercice suivant :

Plusieurs acides sont constitués de l'élément soufre, symbolisé par la lettre S. On les retrouve souvent dans les pluies acides qui sont la conséquence du rejet de dioxyde de soufre SO2(g) dans l'air.On s'intéresse ici à l'acide sulfureux H2so3 et à l'acide sulfurique

Doc1:

L'acide sulfureux H2So3 est un diacide faible, capable de perdre deux protons. Une solution d'acide sulfureux est préparée en faisant barboter du SO2(g) dans de l'eau selon la réaction d'équation :

So2(g)+H20(l)——->H2So3(aq)

La solution d'acide sulfureux obtenue est acide avec un pH égal à 2,5. Les solutions d'acide sulfureux sont couramment utilisées comme conservateurs alimentaires, dans les fruits secs par exemple.

Doc 2: dégâts d'une pluie acide
  C'est une image d'une statue avec comme légende:

Ces statues sculptées sur la pierre calcaire ont été dégradées par des pluies acides.

Doc3: diagramme de distribution

Entre

Données:

Couple acide-base :
H2So3(aq) /HSO3-(aq)

Constante d'acidité associée au couple précédent : pK a1=1,8

​sujet en trois parties:

Partie1:
1) Préciser le terme permettant de qualifier HSO3-(aq). Identifier la base associée à HSO3- (aq) correspondant au deuxième couple ainsi que la demi‑équation.

À l'intersection entre les courbes rouge et verte sur le diagramme de distribution, les concentrations des deux espèces associées sont égales en raison de leur proportion équivalente.

1.2 À partir de ce diagramme, déterminer la valeur du pKa2  en expliquant la démarche

1.3tracer le diagramme de prédominance

1.4 En déduire quelle est l'espèce prédominante dans la solution d'acide sulfureux préparée.

Réponses

1.1) le terme est  amphotère.La basé est : So3^2-(aq)

2) d'après le diagramme pH=pKa à l'intersection donc pKa =7

3)diagramme

4) l'espèce qui prédomine est : Hso3- en comparent avec le pH de l'acide sulfureux qui vaut 2,5

Partie2:

2.1 Écrire l'équation de la réaction entre l'acide sulfureux H2SO3 et l'eau de constante d'acidité Ka1

2.2Exprimer la constante d'acidité Ka1 en fonction des concentrations en quantité de matière des espèces mises en jeu.


2.3 Calculer la concentration [H3o^+]de la solution d'acide sulfureux de pH=2,5.

2.4 Exprimer [HSO3-]en fonction de [H3o+] puis calculer cette concentration.

2.5 Déduire des questions précédentes l'expression de [H2so3​] en fonction du pH et du pKa1 et calculer cette concentration.

2.6 Sachant que [SO32−]=6,3×10 −8
mol·L-1, préciser si les valeurs de concentrations des espèces présentes en solution confirment l'espèce prédominante prévue par le diagramme de prédominance.

Réponses:

2.1-H2So3 +h20(l)——>HSO3- +H30+

2.2-La constante d'acidité est :
      Ka1=[H3o+]*[HSo3-]/[H2SO3]

2.3-[H3o+]=10-pH=10^-2.5=3,2*10^-3 mol.L-1

2.4-D'apres les coefficients stœchiométriques
       [H3o+]=[HSo3-]=3,2*10^-3 mol.L-1

2.5- [H2So3]=[10-ph]^2/10-pKa=6,3*10^-4mol.L-1

2.6- ????

Partie 3:
Doc 5:

L'acide sulfurique H 2SO4 est aussi un diacide. Sa forme H 2SO4 est un acide fort tandis que HSO 4−(aq) est un acide de pKa3=1,9. Il s'obtient par hydratation du trioxyde de soufre SO3 Cet acide, que l'on considère totalement dissocié sous la forme 2 H3O(aq) SO42−(aq)), réagit avec le calcaire CaCO3(s) selon la réaction modélisée par :

CaCO3(s)+2 H3O(aq)⇆Ca2(aq)+CO2(g)+3H 2O(l)

Données:
Masses molaires atomiques : M(C)=12,0 g·mol-1, M(Ca)=40,1 g·mol-1 et M(O)=16,0 g·mol-1

3.1 Préciser quel acide est le plus fort entre l'acide sulfurique et l'acide sulfureux. Justifier.

3.2 Préciser à quel couple acide-base correspond le pKa3


3.3 Calculer le volume minimal de solution aqueuse d'acide sulfurique de pH=3,0 pour dégrader une masse de 2,0 g de calcaire d'une statue.

Réponses:

3.1-l ‘acide sulfurique est l'acide le plus faible car son pKa est plus grand

3.2- HSo4-(aq)/So4^2-(aq)

3.3 c'est la question à laquelle j'aimerais de l'aide car je trouve un résultant abérant :

J'ai fait n(h30+)/2 =n(CaCO3)

     Or [h30+]=n/v donc :v =n/[h30+]
                                                     V=4,0*10^-2/10^-3=40L (beaucoup trop)
(4.0*10^-2= 2 Fois la quantité de matière du calcaire.

merci d'avance!

  

Posté par
odbugt1
re : Acides soufrés sujet bac 29-12-20 à 13:55

Bonjour,

Cet exercice a déjà été récemment traité.
Voir ici ----> Sujet Bac équilibre acide base

Posté par
eve123
re : Acides soufrés sujet bac 29-12-20 à 14:25

Effectivement le sujet a été traité sauf la question 3.3 à laquelle je trouve un résultant aberant comme explique précédemment pouvez vous vérifier svp

Posté par
odbugt1
re : Acides soufrés sujet bac 29-12-20 à 16:07

Je vais te faire la même réponse qu'à Mpsi2020s :
Expose en détail comment tu as obtenu ton résultat aberrant et j'essaierai de localiser ce qui pose problème.

Posté par
eve123
re : Acides soufrés sujet bac 29-12-20 à 16:22

D'après l'équation de réaction on a :
Caco3(s)+2h3o+(aq)—->ca2+(aq)+co2(g)+h20(l)

Donc :

n(H3o+)=2n(CaCO3)
Ce qui équivaut à:
[h3o+]*v=2*m/M(Caco3)
  V=(2*m/M(Caco3))/[h3o+]
Donc : v =(2*2.0/100.1)/10^-3.0
                v=40L

Voilà mon raisonnement mais il me semble énorme le fait d'avoir besoin de 40L d'acide pour dégrader seulement 2,0g de calcaire.

J'espère que cela est plus claire merci de votre réponse.

Posté par
odbugt1
re : Acides soufrés sujet bac 29-12-20 à 18:18

Attention aux symboles chimiques que tu maltraites abondamment :
Caco3 à la place de CaCO3
h3o+ à la place de H3O+
Le symbole du carbone n'est pas "c", mais "C"
Celui de l'hydrogène n'est pas "h", mais "H"
Et pour l'Oxygène : Na pas confondre "o" avec "O"

Autre chose : Ta réponse à la question 3.1 est fausse.

En revanche, ta démarche et ton résultat concernant la question 3.3 sont bons.
Il ne faut pas oublier qu'une solution de pH=3 d'acide chlorhydrique n'est que faiblement acide par rapport à (par exemple) une solution commerciale de ce même acide.
L'une a une concentration de 10-3 mol/L quand l'autre a une concentration d'environ 12mol/L
A volume égal, la seconde contient donc 12000 fois plus d'ions oxonium que la première et ne nécessitera qu'un peu plus de 3mL pour obtenir le même résultat vis à vis de 2,0g de calcaire.

Posté par
eve123
re : Acides soufrés sujet bac 29-12-20 à 19:21

D'accord merci quand vous dites l'autre à une concentration de 12mol/L à quoi cela correspond t il ? Il faut donc 40L ou 3 ml d'acide sulfurique pour dégrader une masse de 2 ,0g de calcaire ?

Posté par
odbugt1
re : Acides soufrés sujet bac 29-12-20 à 20:14

J'ai seulement fait une comparaison entre l'action d'une solution de pH=3 ( celle de l'exercice ) et celle ( hors exercice) d'une solution commerciale (environ 12 mol/L)
Le but était de répondre à ton étonnement d'avoir besoin d'un grand volume d'acide alors que tu t'attendais à beaucoup moins.
Si cela te trouble au lieu de t'aider à comprendre, oublie ma comparaison : Le volume demandé dans l'exercice est celui que tu as trouvé ( 40L )

Posté par
eve123
re : Acides soufrés sujet bac 29-12-20 à 22:03

Ok d'accord en tout cas un grand merci pour votre aide



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2024

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 237 fiches de physique

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !