Solutions acides

Exercice 1

A. Questions de cours

1. Reproduire et compléter les phrases suivantes.

a. Un acide est un composé qui $\ldots\ldots\ldots\ldots$ dans $\ldots\ldots\ldots\ldots$ avec formation d'ions $\ldots\ldots\ldots\ldots$
b. Toutes les solutions aqueuses acides renferment $\ldots\ldots\ldots$
:
c. Les ions $H_{3}O^{+}$ font $\ldots\ldots\ldots$ le $B.B.T$ du $\ldots\ldots\ldots$ au $\ldots\ldots\ldots$

d. Les ions $H_{3}O^{+}\ldots\ldots\ldots$ avec le carbonate de calcium  avec dégagement de $\ldots\ldots\ldots\ldots$

2. Répondre par vrai ou faux.

a. Le chlorure d'hydrogène a une structure ionique.

b. La dissolution du chlorure d'hydrogène dans l'eau est exothermique.

c. La solution de chlorure d'hydrogène fait virer le B.B.T du vert au bleu.

d. L'ionisation d'un acide dans l'eau se fait avec formation de $H_{3}O^{+}$

B. Questions à choix multiples Choisir la (ou les) bonne $(S)$ réponse $(S).$

Une solution aqueuse qui renferme des ions $H_{3}O^{+}$ et des ions $\boxed{NO_{3}}$

a. est une solution acide ;                                     

b. fait virer le $B.B.T$ du vert au jaune ;

c. réagit avec le carbonate de calcium ;

d. donne un précipité blanc avec la soude.

Exercice 2

On dissout $10\;L$ de chlorure d'hydrogène dans l'eau pour obtenir $100\,cm^{3}$ d'une solution $\left(S_{1}\right)$ d'acide chlorhydrique.

1. a. Écrire l'équation de l'ionisation de $HCl$ dans l'eau.

b. Calculer la moralité de la solution $\left(S_{2}\right)$

2. A $10\,cm^{3}$ de $\left(S_{1}\right)$ on ajoute $90\,cm^{3}$ d'eau pour obtenir une solution $\left(S_{2}\right).$

a. Calculer la concentration molaire de la solution $\left(S_{2}\right)$

b. Déterminer la molarité en ions $H_{3}O^{+}$ dans $\left(S_{2}\right)$

Le volume molaire gazeux dans les conditions de l'expérience est: $V_{M}=25\,L\cdot mol^{-1}$

Exercice 3

On prépare $100\,cm^{3}$ d'une solution $(S)$ en dissolvant  $5\,L$ de chlorure d'hydrogène $HCl$ dans l'eau.

1.1. Écrire l'équation de l'ionisation du chlorure d'hydrogène dans l'eau.

1.2. Calculer la molarité en ions hydronium et en ions chlorure de la solution $(S)$ ainsi obtenue.

1.3. Qu'observe-t-on si on verse quelques gouttes de $B.B.T$ dans un échantillon de cette solution ?

2. On fait réagir cette solution sur du carbonate de calcium $CaCO_{3}$

Il se dégage $0.6\,L$ d'un gaz qui trouble l'eau de chaux.

2.1. Identifier le gaz dégagé et écrire l'équation chimique de la réaction.

2.2. Calculer la quantité de gaz dégagé.

2.3. En déduire la masse du carbonate de calcium qui a réagi.

3. Déterminer la molarité des ions hydronium de la solution restante si on suppose que le volume reste inchangé.

On donne :

$V_{M}=24\,L\cdot mol^{-1}$ ;

$M_{Cu}=40\,g\cdot mol^{-1}$ ;

$M_{C}=12\,g\cdot mol^{-1}$ ;

$M_{o}=16\,g\cdot mol^{-1}$

Exercice 4

On mélange $100\,mL$ d'une solution $\left(S_{1}\right)$ d'acide chlorhydrique de molarité $C_{1}$ et $50\,mL$ d'une solution $\left(S_{2}\right)$ d'acide chlorhydrique de molarité $C_{2}.$

On obtient une solution $(S).$

1. 1. Déterminer les expressions qui permettent de calculer les molarités en ions $H_{3}O^{+}$ et en ions Cl- en fonction de $C_{1}$ et $C_{2}.$

1 .2. Calculer ces molarités si $C_{1}=0.1\,mol\cdot L^{-1}$ et $C_{2}=0.05\,mol\cdot L^{-1}$

2. 1. Quel est le volume de $HCl$ nécessaire pour préparer $100\,mL$ de la solution $(S)$ si le volume molaire gazeux vaut $V_{M}=24\,L\cdot mol^{-1}$ dans ces conditions ?

2.2. Quelle est la teinte prise par le $B.B.T$ en présence de cette solution?

Exercice 5

On dissout $1.2\,L$ de chlorure d'hydrogène gaz dans $125\,cm^{3}$ de solution $(S).$

On verse $10\,cm^{3}$ d'eau pour obtenir $125\,cm^{3}$ de $(S)$ dans un bêcher contenant $0.3\,g$ de $CaCO_{1}$, une réaction chimique se produit.

1. 1. Écrire l'équation de la réaction.

1.2. Comment caractériser le gaz dégagé ?

2. 1. Écrire l'équation chimique de l'ionisation de $HCl$ dans l'eau.

2.2. Calculer la quantité de $H_{3}O^{-}$ de la solution $(S)$

2.3.. Calculer la quantité de $CaCO_{3}$ contenue initialement dans le bêcher.

2.4. En déduire lequel des deux réactifs est en excès ?

3. 1. Quelle est la masse du solide restant ?

3.2. Calculer le volume de gaz dégagé.

On donne : $V_{M}=24\,L\cdot mol^{-1}$; $\boxed{M_{CaCO_{3}}}=100\,g\cdot mol^{-1}$

Exercice 6

On fait dissoudre un gaz $G$ dans de l'eau distillée. La solution $(S)$ obtenue a les propriétés suivantes :

$-\ $elle fait virer le $B.B.T$ du vert au jaune ;

$-\ $elle donne un précipité blanc en présence du nitrate d'argent $AgNO_{3}.$

1. 1. Quels sont les ions mis en présence par les deux tests ?

1.2. Déduire le nom de la solution $(S).$

1.3. En déduire la formule et le nom de $G.$

2. 1. Écrire l'équation chimique de l'ionisation de $G$ dans l'eau.

2.2. Écrire l'équation chimique de la réaction de précipitation.

Exercice 7

Pour préparer le chlorure d'hydrogène, on fait brûler $4.8N\,L$ de dihydrogène dans le dichlore gazeux.

1.1. Écrire l'équation chimique de cette réaction.

1.2. Quel est le volume de dichlore nécessaire pour faire disparaître tout le dihydrogène ?

2. On dissout le gaz obtenu dans $1\,L$ d'eau distillée.

2.1. Écrire l'équation chimique de l'ionisation de ce gaz dans l'eau.

2.2. Calculer les molarités des ions dans la solution obtenue.

3. Dans un volume $V$ de la solution précédente on introduit quelques morceaux de $CaCO_{3}$

3.1. Écrire l'équation chimique de la réaction qui a lieu.

3.2. Déterminer la valeur du volume $V$ qui permet d'avoir $24\,cm^{3}$ de gaz dégagé.

Dans les conditions de l'expérience, le volume molaire gazeux : $V_{M}=24\,L\cdot mol^{-1}$

Exercice 8

1. Écrire les équations de la réaction d'ionisation dans l'eau des acides suivants :

1.1. Acide iodhydrique $HI.$

1.2. Acide bromhydrique $HB_{r}.$

1.3. Acide nitrique $HNO_{3}.$

2. On mélange $100\,cm^{3}$ d'une solution d'acide nitrique de concentration molaire $C_{1}=0.05 mol\cdot L^{-1}$ avec $50\,cm^{3}$ d'une solution d'acide bromhydrique de concentration $C_{2}=0.1 mol\cdot L^{-1}$ d'une solution $(S).$

2.1. Calculer la concentration molaire en ions $H_{3}O^{+}$ pour avoir $150\,cm^{3}$ de la solution $(S)$ obtenue.

2.2. Calculer la concentration molaire en ions $\boxed{NO_{3}^{-}}$ et en ions $Br^{-}$ de la même solution.

Exercice 9

I. On donne à $25^{\circ}C$ le volume molaire $V_{M}=24\,L\cdot mol^{-1}$

1. On dissout a $25^{\circ}C$ un volume $V=2.4\,L$ de chlorure d'hydrogène dans un volume $V_{1}=1\,L$ d'eau distillée on obtient une solution $S.$

1.1. Écrire l'équation d'ionisation du chlorure d'hydrogène dans l'eau.
 
1.2. Calculer la molarité Ca de la solution $S.$
 
1.3. En déduire la concentration des ions $H_{3}O^{+}$ et déterminer la valeur de $pH$ de la solution.

2. On prélève un volume $V_{2}=50\,cm^{3}.$ de la solution on lui ajoute de l'eau distillée on obtient une solution $S'$ de volume $V'=500$

2.1. Quelle est l'effet de la dilution d'une solution acide.

2.2. Calculer le $pH$ de la nouvelle solution.

II. On prélève un volume $V_{2}=50\,cm^{3}$ de la solution $S$ et on la dose par une solution basique de l'hydroxyde de sodium $NaOH$ de concentration molaire $C_{b}=0.25 mol\cdot L^{-1}$

1. Définir l'équivalence acido-basique
2. Indiquer comment connaitre expérimentalement que l'équivalence est atteinte

3. Écrire l'équation qui a lieu.

4. Déterminer le volume nécessaire $B_{BE}$ de la solution basique au point d'équivalence.
 
5. Calculer la masse de chlorure de sodium après vaporisation de l'eau a l'équivalence

Exercice 10

On dispose d'une solution aqueuse $(S)$ ionique inconnue qu'on veut identifier.

1.  La mesure du $pH$ de cette solution donne $pH=2.$
 
1.1. Quel est le caractère de cette solution ? Justifier.

1.2. Quel est l'ion qui caractérise ce genre de solution ?

2. A  un volume  $V=10\,mL$  de la solution $(S)$, on ajoute un volume  $V'=5\,mL$  d'une solution aqueuse de nitrate d(argent $\left(AgNO_{3}\right)$ Un précipité blanc qui noircit à la lumière apparait.

2.1. Quel est le nom de ce précipité ?

2.2. Identifier l'autre ion présent dans la solution $(S).$

Déduire son nom.

2.3. Écrire l'équation de la précipitation qui a lieu.

2.4. Déterminer la concentration de la solution $(S).$

2.5. Trouver la masse du précipité.

On donne :

$M(Ag)=108\,g\cdot mol^{-1}$ et $M(CI)=35.5\,g\cdot mol^{-1}$

Exercice 11

1. On veut préparer un volume  $V=0.6\,L$ d'une solution aqueuse de chlorure d'hydrogène $(HCl)$ de concentration $C=0.125\,mol\cdot L^{-1}$

Quel volume de chlorure d'hydrogène gazeux faut-il dissoudre dans l'eau pour préparer cette solution?

2.1. Écrire l'équation de la dissociation ionique du chlorure d'hydrogène dans l'eau sachant que c'est un électrolyte fort.

2.2. A un échantillon de la solution préparée on ajoute quelques gouttes de $BBT$, qu'observe-t-on ?

3. A un volume $V_{1}=10\,cm^{3}$ de la solution précédente, on ajoute un excès d'une solution de nitrate d'argent $\left(AgNO_{3}\right)$

3.1. Nommer et écrire l'équation de la réaction qui aura lieu.

3.2. Donner le nom et la couleur du corps solide obtenu.

3.3. Déterminer la masse de ce corps solide formé.

4. Sur un excès de carbonate de calcium $\left(CaCO_{3}\right)$, on verse un volume $V_{1}=10\,cm^{3} $ de la solution de chlorure d'hydrogène déjà préparée.

4.1. Écrire l'équation de la réaction qui a lieu.
 
4.2. Comment peut-on identifier le gaz dégagé ?

Calculer le volume du gaz dégagé au cours de cette réaction.

On donne : $V_{m}=24\,L\cdot mol^{-1}$ ;

$M(Ag)=108\,g\cdot mol^{-1}$ et

$M(CI)=35.5\,g\cdot mol^{-1}$

Exercice 12

Au laboratoire de chimie, une bouteille porte comme seules indications, les inscriptions suivantes :

Solution d'acide sulfurique $H_{2}SO_{4}$ ; $900\,mL$

Pourcentage massique en acide :

$96\%$ ;

$d=1.83$ ;

$M=98.08.$

1.1 Que veulent dire les inscriptions $<<d=1.83$ ; $M=98.08>>$ ? Manque-t-il des unités ?

1.2. Quelles sont les mesures de sécurité à respecter pour diluer cet acide concentré ?

2. Calculer la masse d'acide sulfurique pur contenu dans la bouteille.

3.1. Quelle est sa concentration massique ?

3.2.  Quelle est sa concentration molaire ?
Pour préparer $1.000$ d'une solution diluée, on utilise un volume $V=20.\,mL$ de l'acide concentré contenu dans la bouteille.
 
4. Quelle est la concentration molaire de la solution diluée d'acide sulfurique ?

Exercice 13

L'acide nitrique, de formule $HNO_{3}$ est un liquide polaire qui se comporte vis à vis de l'eau comme le chlorure d'hydrogène.

Sur un flacon de solution commerciale d'acide nitrique on relève les indications suivantes: pourcentage massique d'acide nitrique: $68\%$

-$-\ $Masse molaire moléculaire: $M=63.0\,g\cdot mol^{-1}$

1. Écrire l'équation de mise en solution dans l'eau de l'acide nitrique en considérant que cette réaction donne des ions oxonium $H_{3}H^{+}$ et des ions nitrate de formule $NO_{3}^{-}.$

2. Déterminer la concentration molaire $C_{o}$ de la solution commerciale.

3. Déterminer le volume $V_{o}$ de solution commerciale qu'il faut prélever pour préparer $500\,mL$ de solution dans laquelle  $\left[NO_{3^{-}}\right]=0.10\,mol\cdot L^{-1}$