Toutes les données sont pour T = 300 K.
Pour simplifier les calculs on prendra R =
8 J.mol-1.K-1 et à 300 K :
2,3 RT/F = 0,06 J.C-1 et 2,3 R T
= 6000 J.mol-1
Pour le couple : ClOH (aq) = ClO-(aq)
+ H+(aq) on donne
: pKa = 7,0
Pour le couple : a ClOH (aq) + b
H+(aq) + c e-
= d Cl-(aq) + e
H2O on donne : E01
= 1,40 V
Pour le couple Fe3+(aq)/Fe2+(aq)
on donne E02 = 0,80 V
Pour le couple I2(aq)/I-(aq) on donne E03 = 0,54 V
1) Pour la
réaction : ClOH (aq) = H+(aq) + ClO-(aq)
la variation d'enthalpie libre de réaction DRG0 est de :
On prendra 2,3 R T = 6000 J.mol-1
A : DRG0
(298) = 42 KJ.mol-1- B : DRG0
(298) = -42 KJ.mol-1 - C : DRG0
(298) = -22 KJ.mol-1
D : DRG0
(298) = 22 KJ.mol-1 - E : DRG0
(298) = 52 KJ.mol-1
Soit
l'équilibre chimique : a Cl-(aq)
+ b Fe3+(aq)
+ c H2O(l)
= d H+(aq)
+ e ClOH
(aq) + f Fe2+(aq)
2)
La constante KR de cet équilibre est :
Réponse A : KR(300)
= 1030 - Réponse B : KR(300) = 10-30 - Réponse
C : KR(300) = 1020
Réponse D : KR(300)
= 10-20 - Réponse E : KR(300) = 105
On prendra 2,3 RT/F = 0,06
3)
On mélange initialement 0,02 mole de Fe2+(aq) , 0,015
mole de Fe3+(aq) , 0,02 mole de Cl-(aq)
et 0,03 mole de ClOH(aq). Le pH de la solution est fixé à pH = 5
grâce à une solution tampon. Le volume total du mélange réalisé est de V = 1 L.
Une fois l'équilibre réalisé les molarités
des diverses espèces chlorées seront :
Réponse A : Cl-(aq)
= 0,03 mol.L-1 - ClOH(aq) = 0,02 mol.L-1 - ClO-(aq) =
0,01 mol.L-1
Réponse B : Cl-(aq)
= 0,025 mol.L-1 - ClOH(aq) = 0,03 mol.L-1 -
ClO-(aq) = 5 10-12 mol.L-1
Réponse C : Cl-(aq)
= 0,002 mol.L-1 - ClOH(aq) = 0,06 mol.L-1 - ClO-(aq) = 4
10-5 mol.L-1
Réponse D : Cl-(aq)
= 0,03 mol.L-1 - ClOH(aq) = 0,02 mol.L-1 - ClO-(aq) = 2
10-4 mol.L-1
Réponse E : Cl-(aq)
= 0,05 mol.L-1 -
ClOH(aq) = 0,02 mol.L-1
- ClO-(aq) = 2 10-3 mol.L-1
3) On veut
préparer un litre de solution tampon de pH = 7 à partir d'une solution S1
de ClOH(aq) à 0,1 mol.L-1 et d'une solution aqueuse S2
de soude (Na+,OH-) à C2 mole.L-1.
Pour cela on
mélange 500 mL de S1 à 500 mL de S2.
La solution S2
de soude doit avoir pour molarité :
Réponse A : C2
= 0,025 mol.L-1 - Réponse B : C2 = 0,030 mol.L-1
Réponse C : C2
= 0,050 mol.L-1 - Réponse D : C2 = 0,0125 mol.L-1
Réponse E : C2
= 0,015 mol.L-1
4)
On réalise à pH = 0, le titrage de V1 = 25 mL d'une solution de I-(aq)
de molarité C1 inconnue par une solution de ClOH(aq) de
molarité C2 = 0,05 mol.L-1. Il faut verser V2
= 12,5 mL de cette solution de ClOH(aq) pour atteindre le point équivalent du titrage. La molarité C1
de la solution de I-(aq) est de :
Réponse A : C1
= 0,050 mol.L-1 - Réponse B : C1 = 0,020 mol.L-1
Réponse C : C1
= 0,025 mol.L-1 - Réponse D : C1 = 0,060 mol.L-1
Réponse E : C1
= 0,030 mol.L-1
5) Les nombres
d'oxydation des atomes de Chlore sont :
Réponse A : +
IV dans ClOH et + V dans ClO-
Réponse B : -
III dans ClOH et - III dans ClO-
Réponse C : +
I dans ClOH et + I dans ClO-
Réponse D : -
II dans ClOH et - II dans ClO-
Réponse E : +
III dans ClOH et + I dans ClO-