spé physique chimie terminale : acides bases, analyse d’un système par des méthodes physiques et chimiques, étude cinétique d’une transformation chimique

Légende alternative :

+ HOT → équation le de aqueuse grandeur (sans unité) qui caractérise l'acidité ou la basicité d'une solution PHPH d d'une une solution solution est une definition de pH d'une solution est lié à la concen- -tration des cong oxonium H3O+ CH3COOH [CH3COOH] NH3 + H₂O donc, = [H3O+] concentrat des ions oxonium defini pH = -log ([H3O+]) = analyse d'un syst- ême chimique par des méthodes physiques analyse par la méthode de l'absorbance lumière blanche spectre d'absorbtion A A max solution d'absorbance A d'une solution est une grandeur (sans unité) qui caractérise l' aptitude de cette solution å absorber la lumière 1 chap II lumière transmise A max x (nm) Pour une solution donnée, les mesures de l'absorbance se font à la longueur d onde Imax correspondant à l'absorption maximale. 2 da doi de Beer-Lambert -Plusieurs solutions So, S₁, S₂, S3, S4 de sulfate de cuivre (I) - On mesure l'absorbance A de chacure d'elles. soluto [ ] absor bance A So A S₁ S2 A=K.C - On trace la courbe représentant les variations de l'absorbance A en fonct° de c. S3 →C(mol/L) S4 - cette droite traduit la proportionnalité entre A et c. doi de Beer-dambert - droite d'etalomage, utilisée pour réaliser 1 dosage par [] inconue тебляе Ai. la soluto dont on ci d'une 3 A depend aussi de I (épaisseur de la cuve (s) siemens - A = E.l.c analyse par la conductance Conductance d'une solut → notée G schéma capacité & conduire le courant. = + GV. em tx 1 RKL -elle dépend de la surface & de chaque plaque +37, + G 7 de le distance e des 2 plaques, + 17, G=0x mal/L - Gest proportional a 2/20 e coeff d'extinct molaire (1.mol-1 cm) et K.C S et inversement ă e dépend de la [] de рио сто рий ол ·s/m conductivité de solution Gxe 9 11 Bans une solution contenant plusieurs types d'ions, on å Relation de Kohlrausch or = [X [ions] 1 conductivité molaire ionique (8.L. mol-1. m^) analyse d'un système par des méthodes chimiques Ⓒ Rappels A₁ Rosage par étalonnage Ci Gi с G ou oi Ci ci chap III On a une solution de concentration inconnue Ci, dont on mesure l'absorbance Ai ↳ la conductivité si 4 la conductance Gi @ Titmage coloxumatorique Montage à voir dans le cours (à connaîtrd) équivalence → état du mélange reacti- -onnel où les reactifs ont reagis dans les proportions stochiométerques. de l' équation de la reaction. qté de matière des réactifs est nulle. 2 Titrage pH-mătorique Même montage, avec 1 pH-måtre å la place de l'indicateur coloré. Ⓒ Principe experimental. TI On at la solution titrante dans l'erlen- meyer et on mesure le pH. V2 (ml) PH Ⓒ Exploitation des résultats тон > V₂ (mL) 3 Retermination de l'équivalence réthode des tangentes PH Vie → V₂ CmL 3 C Methode de la derivée. PH Ⓡ Ⓒ Titrage conductimétrique métere On realise ce titrage pour des solutions électrolytiques. On utilise un conducti- pour mesurer o ou G vae V2 (mL) Jou σ (s.m-1) V₂ (ml) V₂0 V₂ CmL) G(S) *V₂ (mb) la reaction support d'un titrage doit obligatoirement étere totale rapide unique štude cinélique d'une transformation chimique Ⓒ Rappels mathématiques Rete Au • B(40) ion du coeff dir d'ine droite →x chap IV équat réduite = ax + b 4 = avec a coefficient dir. a = 46-4Ya xb-x 2 Nombre dérivé et signification physique tangente au point x = x₂ = nombre derive all point d'abscisse aco F'(x)= le coefficient directeur de la tangente à la courbe au point d'abscisse Oc=x0 I Transformations chimiques lentes et rapide 1 Réfinitions une réaction est dite lente lorsqu'on peut suivere son évolution à l'oeil ne on avoc un capteur courant. the reaction est dite rapide lorsqu'on ne peut pas suivere son évolution å l'out ne ou avec un capteur courant (durée 1 dixième de recondes) de 2 @des facteurs cinétiques - terres des facteurs cinétiques sont des paramă- expérimentaux sur lesquels on peut agir pour faire varier la vitesse d'une bransformation chimique. IQ s' agit n Ils ne modifient pas transformation chimique. Vitesse volumique de formation ou de disparition. Vitesse volumique de formation de volume vetant constant, l'allure de la courbe f(t) est la même que f(t) produit celle de [produit] VF (produit) (de la concentration des reactifs; plus c7, plus la vitesse 7. de la temperature; plus la plus le vitesse n' ta ? to = l'état final de la d [produit] dr Avec VF → volumique vitesse exprimée en mal. 11.8. [produit] t(s) 3 tesse volumique de disparition ou [reactify to VF (reactif) = - → t(s) a [réactif] d t Catalyse et catalyseurs. Un catalyseur est une espèce chimique qui augmente la vitesse volumique de formation de disparition d'une transformation chimique. Il est ajouté en très faible quantité et ne constitue pas un réactif. En effet, il participe à la réact chimique mais est reconstitué avant la fin. +[produit] sans catalyseurs avec catalyseurs → t(s) On distingue 3 types de catalyses: la catalyse homogène → les réactifs et le catalyseur sont dans la même phase (ess, g, aq). la catalye hétérogère → le catalyseur et les réactifs no sont pas dans la même phase. la catalyse enzymatique → ure enzyme est utilisée comme catalyseur Temps de demi-réaction [produit] 12 Xmax Imax 6 2 *1/2 t(s) de temps de demi-réaction est la durée nécessaire pour que l'avancement soit égal å la moitié de son avancement maximal xmex' (II) Réaction d'ordre 1 Notion mathématique équation différencielle rappels notation → la derivée du dr équation différencielle d'ordre 1 the équation différencielle contient une variable ses dérivées et au une de = 4 (1 la plus simple: y² + Ky=0 solution со ५ or, on a : VOL= = @Définition de la réaction d'ordre 1 Une réaction est dite d'ordre 1 lorsque la vitesse de disparition Vd est proportion- -nelle à la concentration de ce réactif. Vd = K. [R] d[R] dr -kr équation 1 K[R] équation diff ordre 1 d[R] at solution [R] = [R]-e-kr dL [R] dt + K[R] = O = - (REIR+) c = 4 (r=0) Force des acides et des alors Reaction des acides et des bases de l'eau Le produitionique de l'eau, Ka L'eau pure → pH = 7 react' d'auto protolyse de l'eau H30++ HO- 2H₂0 J on a: ке = bases ке [H3O+] × [HO] Le produit ionique de l'eau ke → ne dépend que de la température → & 25°C, ке ло - 14 = → grandeur sans unité Par analogie avec la def du pH, on a chap I pke = -log ke ло-рке = → [H3O+] = 10-7 mol/L @ Acides et bases faibles La Force d'un acide ou d'une base correspond & sa réaction avec l'eau. Un acide est dit faible lorsque sa réact avec l'eau n'est pas totale : On aboutit å un équilibre chimique. H30 + (aq) Une base est dite faible lorsque sa réaction avec l'eau n'est pas totale. + HO (aq) A (09) + H₂(e) = Alt (aq) AH + H₂0(e) = A (09) (09) Ⓒ Constante d'acidité: ka AH (aq) + H₂0 (e) ⇒ A (aq) + H₂O + (aq) C'est un équilibre chimique caractérisé par une nouvelle constante, Ka On a Ka [A][H3O+] [AH] →ne dépend que de la température рка = -logka ка ло - рка 4 Force d'un acida ou d'une base Entre 2 acides, le plus fort a lepka le plus ! Entre 2 bases, le plus forte a le pka le plus > plus pha 7, plus ka ). I Solutions d'acides ou de bases. solutions d'acides forts Un acide fort est quasiment dissocié dans l'eau Avec Alt, un acide fort de concentrat cs (aq) + H₂0(e) A (09) + H30+ (aq) Alors, on a [H3O+] = CAH AH I 2 Solutions de bases fortes B(aq) + H₂O(e) →→→ BH+ + HO - (aq) (aq) Avec une solution de base forte B₂ [] [HO] est = a [B] de On utilise le ke [H3O+] = Ko с рн - рке + од с au final (of coura) 4 Solutions d'acides faibles AH(aq) + H₂0(e) = A (aq) + H₂O + (aq) Alors, on défini xf comme étant I' avancement dans l'état final: xf < x max. taux d'avancement final → I O T = Concentrat effectives ds I EF •[AH] = C (1-2) •[A-] F = て。 C [H3O+] = c.c le Ka de AH/A¯: On OCF Xmax cc² + Kacka = 0 с 4 Diagramme de prédominance L'équilibre étant établit, quelle est. l'espèce prédominante entre l'acide LAH et la bese A-. A partir de la relat de def du ka, a pka + log! он = [A-] [AH] Pour AH/A, on a un pka constant. он с рна pH > pla acide AH qui prédomine @ Diagramme de distribution [AH] 8 [AH] 1 base A qui prédomine [A-] % [A-] 100 рка I Solutions tampons Une solution est dite tampon lorsque son pH no varie pas ou quasiment pas; - par ajout modéré d'un peu de solutions acides ou basiques. par faible dilution. 14