1)- Définir un acide et une base selon Brönsted.

-  Acide : entité chimique capable de céder un ou plusieurs protons.

-  Base : espèce chimique capable de capter un ou plusieurs protons.

2)- Donner la définition d’une réaction acido-basique.

-  Une réaction acido-basique est un transfert de protons en un acide d’un couple acide / base

et une base d’un autre couple acide / base

3)- Les entités H₃O ⁺ et HO ^– constituent-elles un couple acide / base ? Justifier votre réponse.

-  Les entités H₃O ⁺ et HO ^– ne constituent pas un couple acide / base conjuguée.

-  L’ion H₃O ⁺ est l’acide du couple H₃O ⁺ / H₂O et HO ^– est la base du couple H₂O /  HO ^–.

4)- Identifier les formes acides et bases conjuguées parmi les entités chimiques ci-dessous.

 Préciser, pour chacun des couples, la forme acide et la forme basique.

1)- Qu’appelle-t-on réaction d’oxydoréduction ?

Comment appelle-t-on un réactif qui fournit des électrons ? Un réactif qui capte des électrons ?

-  Une réaction d’oxydoréduction résulte d’un transfert d’électrons entre l’oxydant d’un couple Ox / Red

et le réducteur d’un autre couple Ox / Red.

-  Un réactif qui fournit des électrons est un réducteur : Red = Ox   +   n e ^–  

-  Un réactif qui capte des électrons est un oxydant car : Ox   +   n e ^–  = Red.

2)- Constitution de l’eau de Javel.

L’eau de Javel est préparée en faisant agir du dichlore avec une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium.

a)- Deux couples oxydant réducteur du dichlore sont mis en jeu simultanément :

ClO ^– _(aq) / Cl_{2 (g)} et Cl_2 (g) / Cl ^– _(aq)

-  Écrire les demi-équations électroniques correspondantes.

-  Demi-équations :

-  Couple : ClO ^– _(aq) / Cl_{2 (g)} :       

2 ClO ^– _(aq)  +   2 e ^–    +  4  H ⁺ _(aq)    =   Cl_{2 (g)}  +   2 H₂O

-  Couple : Cl_{2 (g)} / Cl ^– _(aq)    :     

Cl_{2 (g)}    +   2 e ^–    =  2 Cl ^– _(aq)   

b)- À partir de ces deux demi-équations, proposer une équation chimique ayant pour seuls réactifs Cl _{2 (g)} et H ₂O.

Quelle originalité présente cette équation chimique ?

-  Originalité de cette équation chimique :

-  Le dichlore joue le rôle d’oxydant et de réducteur dans cette réaction (dismutation).

c)- En combinant l’équation chimique précédente avec l’équation chimique représentant la réaction entre

les ions H ⁺ _(aq) et HO ^– _(aq), écrire l’équation de la réaction du dichlore avec les ions HO ^– _(aq).

-  Équation de la réaction du dichlore avec les ions HO ^– _(aq).

d)-   Quels ions sont essentiellement présents dans l’eau de Javel ?

-  Les ions présents dans l’eau de Javel :

-  Les ions chlorure Cl ^– _(aq)    ,  les ions hypochlorite ClO ^– _(aq)   et  les ions sodium Na ⁺ _(aq)    

e)-   L’ion chlorure est-il oxydant ? Justifier la réponse. En déduire l’ion oxydant contenu dans l’eau de Javel.

-  L’ion chlorure n’est pas un oxydant, c’est le réducteur du couple Cl_{2 (g)} / Cl ^– _(aq).

-  L’ion oxydant contenu dans l’eau de Javel est l’ion : ClO ^– _(aq) (et Na ⁺ _(aq))

3)- Degré chlorométrique.

On a vu dans la question précédente que le dichlore donne, en milieu basique, des ions chlorure Cl ^– _(aq) et des ions hypochlorite ClO ^– _(aq).

 En milieu acide, c’est la réaction inverse qui a lieu :

ClO ^– _(aq)    +    Cl ^– _(aq)     +    2 H⁺ _(aq)     →    Cl_{2 (g)}     +    H₂O

On appelle degré chlorométrique d’une eau de Javel, le volume de dichlore gazeux que peut libérer, par cette réaction, un litre d’eau de Javel.

a)- Calculer la quantité de matière n (Cl₂) de dichlore que peut libérer 1,0 litre d’eau de Javel contenant n₁ = 0,30 mol d’ions hypochlorite ClO ^– _(aq)

et autant d’ions chlorure Cl ^– _(aq), en présence d’un excès d’ions H⁺ _(aq).

-  Quantité de matière n (Cl₂) de dichlore que peut libérer 1,0 litre d’eau de Javel :

-  En conséquence : n (Cl₂) = x_max = n₁ = 0,30 mol

b)- Calculer la valeur du degré chlorométrique de cette eau de Javel.

-  On prend  _m = 24 L / mol comme volume molaire.

-  Volume de dichlore dégagé par 1,0 L de solution :

-  V (Cl₂) = n (Cl₂) . V _m

-  V (Cl₂) = n₁ . V_m = 0,30 x 24

-  V (Cl₂) ≈ 7,2 L

-  Cette solution titre 7,2 ° chlorométrique.

c)- L’eau de Javel commerciale titre 48 ° chlorométriques.

Calculer la concentration molaire en ions hypochlorite et en ion chlorure de cette solution.

-  Quantité de matière en ion hypochlorite de 1,0 L de solution à 48 °.

- 

-  Concentration de la solution en ion hypochlorite :

-  [ClO ^– ] = [ClO ^– ] ≈ 2,0 mol / L

1)- Faire le bilan des forces extérieures exercées sur la valise.

-  On peut considérer que la valise est soumise à trois forces :

-  le poids ,

-  la réaction perpendiculaire au support  et

-  la force de frottement .

-  Caractéristiques des différentes forces :

Force
Point d’application	G	Centre C de la surface de contact	Centre C de la surface de contact
Direction	Verticale passant par G	Perpendiculaire au support	Direction du support
Sens	Haut vers bas	Du support vers le haut	Opposé au mouvement
Valeur	P = m.g	R =	f =

2)- Faire un schéma de la situation à l’instant t.

-  Schéma à l’instant t :

3)- Calculer les travaux effectués par les différentes forces au cours du déplacement AB de longueur d = 6,0 m de la valise sur le toboggan.

-  Travaux effectués par les différentes forces au cours du déplacement AB :

-  

-  Travail de la réaction du support sur le chemin AB :

-  

-  Pour le travail de la force , il faut utiliser le fait que le mouvement de la valise est rectiligne uniforme.

-  D’après la réciproque du principe de l’inertie, la valise est soumise à des forces dont les effets se compensent :

-  

-  On peut travailler dans le repère  lié au référentiel d’étude (le toboggan)

-  

-  

4)- Indiquer si le travail de chacune des forces est moteur ou résistant.

-  Le travail du poids  est moteur, le travail de la réaction  est nul et le travail de la force  est résistant.

5)- Énoncer le théorème de l’énergie cinétique.

-  Énoncé :

-  Dans un référentiel galiléen, la variation de l’énergie cinétique d’un solide en mouvement de translation

entre deux instants t_I et t_F est égale à la somme des travaux des forces extérieures qui lui sont appliquées entre ces deux instants.

-  On écrit :

6)- En appliquant le théorème de l’énergie cinétique à la situation décrite, calculer la valeur de la force de frottement f supposée constante exercée sur la valise.

-  Grâce au théorème de l’énergie cinétique, on peut facilement résoudre la question précédente :

-  Comme le mouvement est rectiligne uniforme, la vitesse du système ne varie pas entre les deux instants considérés.

-  La variation de l’énergie cinétique est nulle :

-  On écrit :

-   or  

-  On en déduit que :

-  

-  On retrouve la valeur de f :

-