Contrôle  N° 03 quater

Bilan énergétique et désintégration alpha

Réaction entre l'acide formique et l'ammoniac

Énoncé

Correction

Le radium , de demi – vie t ½ = 1600 ans, émet une particule radioactive α avec production de radon Rn et un rayonnement γ.

1.1.   donner les lois de SODDY qui permettent d’équilibrer cette réaction.

1.2.   écrire l’équation de la réaction de désintégration.

1.3.   étude de la réaction :

1.3.1.Quelles sont les caractéristiques d’une telle réaction ? Donner la loi de décroissance radioactive.

1.3.2.Que représente la demi – vie t ½ ? En déduire la valeur de la constante radioactive λ.

1.3.3.Que représente la grandeur  ?

1.4.   Donner l’expression littérale de la perte de masse au cours de cette réaction. Justifier cette expression.

1.5.   Calculer la perte de masse en unité de masse atomique.

1.6.   Donner l’expression littérale de l’énergie dissipée E lors de la désintégration d’un noyau de radium au repos.

Justifier cette expression.

1.7.   Calculer cette énergie E en MeV et en joule. En déduire l’énergie dissipée par une mole de radium.

2.1.   L’ammoniac :

2.1.1.écrire l’équation de la réaction entre l’ammoniac NH₃ et l’eau.

2.1.2.Donner l’expression littérale de la constante d’acidité du couple NH₄⁺ / NH₃.

2.1.3.La réaction entre l’ammoniac et l’eau est-elle totale ou limitée ? Justifier.

2.2. L’acide formique :

-  On prépare une solution dans laquelle les espèces chimiques HCOOH / HCOO ^–

ont des concentrations molaires égales à C = 1,0 × 10 ^{– 2}  mol / L. Déterminer la valeur du pH de cette solution.

2.3. On mélange  un volume V₁ = 20 mL d’une solution aqueuse d’acide formique de concentration C₁ = 1,0 × 10 ^– 2  mol / L

avec un volume V₂ = 10 mL d’une solution aqueuse d’ammoniac de concentration  C₂ = 1,0 × 10 ^{– 2}  mol / L.

2.3.1.écrire l’équation de la réaction chimique qui a lieu lors de ce mélange.

2.3.2.Donner l’expression de la constante d’équilibre K associée à l’équation de cette réaction. Calculer la valeur de K.

2.3.3.Donner les caractéristiques de la réaction qui se produit entre l’acide formique et l’ammoniac.

2.3.4.Question bonus : Déterminer la valeur du pH de la solution obtenue.