en une : Le raisonnement par récurrence

Aide sur devoirs à réaliser

Chimie > sujets expliqués - 22/02/2008 - correction
                
Bonjour,

Ce n’est effectivement pas moi qui vous avais répondu la dernière fois ; en fait, les demandes sont indépendantes les unes des autres et nous n’avons pas directement accès aux documents des autres questions. Ce n’est qu’au sein d’un même échange que la personne qui vous répond reste la même. J’ai donc pu récupérer le document cette fois, mais c’est vrai que l’idéal est de fournir à chaque nouvelle demande l’ensemble des documents nécessaires ; cela permet d’être plus rapide et efficace.

Pour votre question sur l’exercice 4, je vous renvoie donc aux éléments que je vous donnais dans la demande de précisions : il faut repartir des réactions chimiques et étudier l’avancement pour trouver la concentration ou quantité de matière d’ions H3O+ demandées dans la question. A cette seule remarque près qu’il semble y avoir une erreur de frappe dans la valeur de C2, puisque cette concentration semble anormalement élevée et que dans la méthode classique telle qu’elle existe, c’est normalement 10^(-1), et c’est elle qui permet de trouver les deux formules finales indiquées, qui sont celles que vous pouvez trouver telles quelles dans de nombreux ouvrages un peu théoriques traitant du sujet, avec détails correspondants de la méthode de dosage utilisée. Avec ces détails de la dernière fois, vous devez pouvoir faire les calculs sans problème ; la seule difficulté se trouve dans les unités ; je vous conseille de raisonner au départ tout simplement en moles et litres et in fine seulement de vous ramener avec les volumes en mL et la réponse en mmol comme demandé ; cela ne nécessite qu’une conversion au final et évite de nombreuses erreurs.

Pour le second exercice, le choix de l’indicateur coloré se fait en fonction de sa zone de virage, la zone pH dans laquelle il change de couleur. (Il vous faut donc le tableau des zones de virage des principaux indicateurs colorés que vous n’avez pas ici mais qui se trouve très facilement sur Internet). Très exactement, la zone de virage de l’indicateur coloré doit contenir le pH de la solution à l’équivalence. Il faut faire l’expérience ou avoir quelques donnés expérimentales, mais vu les espèces en jeu, il doit certainement s’agir de l’hélianthine, dont la zone de virage pH est assez basse (à vérifier en fonction du graphe des couples acido-basiques évoqués ci-dessous).

Pour l’alcalinité, la définition théorique de base est la suivante : capacité de l’eau à absorber des protons H+ pour atteindre un état de référence ; ou plus quantitativement : somme des cations, autres que l’ammonium, combinés aux acides organiques du vin (dans la pratique, définition peu utilisable : souvent on procède via les équations-bilans des réactions). Dans le principe, on réalise un dosage avec de l’acide chlorhydrique (l’eau contient des ions CO3(2-) et HCO3(-), qui sont les bases conjuguées respectives de HC3O(-) et CO2 dissous dans l’eau :double couple acido-basique avec trois espèces distinctes, que vous avez sûrement déjà étudié). Le principe de base est alors le suivant : les deux ions réagissent avec les ions H30+ de l’acide.

Pour le titre d’alcalinité (TA) et TA complet (TAC), les définitions de base sont les suivantes :
- TA : volume, en mL, de solution d’acide chlorhydrique de concentration 0,02 mol/L pour doser 100 mL d’eau, l’indicateur coloré étant la phénolphtaléine.
- TAC : volume, en mL, de solution d’acide chlorhydrique de concentration 0,02 mol/L pour doser 100 mL d’eau, l’indicateur coloré étant le vert de bromocrésol.

On trouve aussi des expressions toutes faites en fonction de [HC3O(-)] et [CO3(2-)], mais elles sont souvent obtenues à partir de nombreuses approximations et donc peu faciles à utiliser. On peut notamment en déduire que le TAC est lié à la concentration en ions carbonate (CO3(2-)) et hydrogénocarbonate (HC3O(-)), alors que le TA est surtout et presque essentiellement lié aux ions carbonate. Le mieux est de repartir des premières définitions vues ci-dessus. Dans votre cas, on a versé 7,15 mL d’acide pour 100mL d’eau : le TAC est de 7,15 à condition que la concentration en acide soit bien 0,02 mol/L ; si la concentration d’acide ou le volume d’eau ne sont pas 0,02 ou 100mL, il faut se ramener à ces chiffres de base (en fonction de la valeur de la concentration trouvée en début d’exercice). Pour ce calcul, il faut établir l’équation bilan de la réaction et établir un tableau d’avancement puis se placer à l’équivalence (avancement xmax) pour écrire que les réactifs sont dans des proportions stoechiométriques : les quantités de matière des réactifs sont égales à l’ajustement dû aux coefficients stoechiométriques près.

Dans tous ces problèmes, les définitions théoriques sont souvent peu utiles ; la plupart du temps, on écrit la réaction bilan et établit le tableau d’avancement en se plaçant à l’équivalence pour en déduire des relations.

J’espère que ces notions sont maintenant plus claires.

Bonne soirée.
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