aide exercice chimie terminal S

[kirby45]

bonjour ; je suis en terminal S et j'ai besoin de piste pour un exercice de chimie ou j'ai quelques difficultés
je vous presente l'enoncé et en dessous ce que j'ai fait ( ma reflexion )

Documents

Doc. 1 : Acidité naturelle de l'eau de pluie Le dioxyde de carbone atmosphérique réagit avec l'eau des nuages pour former l'acide carbonique H2CO3(aq) . Il s'agit d'un diacide dont les couples acide/base sont H2CO3(aq)/HCO− 3(aq) pKa1 = 6.4 et HCO− 3(aq)/CO2− 3(aq) pKa2 = 10.4. Ce diacide réagit à son tour avec l'eau, ce qui entraîne un pH voisin de 5.6 pour une eau de pluie normale, c'est-à-dire non polluée.

Doc. 2 : Pluies acides Des polluants libérés dans l'atmosphère sont susceptibles de faire baisser le pH de l'eau de pluie. Pour des pH inférieurs à 5.6 on parle de pluies acides. Il n'est pas rare de mesurer des pH de pluies à 4 ou 3. Le record absolu mesuré date de 1979 aux Etats-Unis, à 1.5.

Doc. 3 : Pollution et acidification des eaux de pluies Les polluants responsables de l'acidification des précipitations sont principalement le dioxyde de soufre SO2(g) et le dioxyde d'azote NO2(g) qui se dissolvent dans l'eau en formant de l'acide sulfurique H2SO4(aq) et de l'acide nitrique HNO3(aq) , lesquels retombent ensuite au sol sous forme de pluies, neiges, dépôts secs et dépôts gazeux, et ce, après avoir parcouru des milliers de kilomètres.

Doc. 4 : Chaulage d'étangs Les étangs sont des milieux très favorables au développement de formes de vies très diverses. Si l'eau est trop acide, certains organismes ne peuvent pas développer et cela a un impact fort sur la biodiversité et sur la chaîne alimentaire de la zone. Prenons l'exemple d'une étang qu'on modélise par un cylindre de rayon 300m et de profondeur 1.50m. Le pH mesuré est à 4.2 et il faudrait le remonter au moins à 5.0. Pour cela on peut utiliser la technique du chaulage qui consiste à rajouter du carbonate de calcium CaCO3(s) de masse molaire 100g/mol et sous forme de poudre, dont le coût n'est pas trop élevé (60e la tonne).

Doc. 5 : Analyse des causes de l'acidité de certains étangs Afin de savoir si la trop grande acidité d'un étang est due aux pluies acides, on peut doser la quantité d'ions NO− 3(aq) ou SO2− 4(aq). Par exemple, pour doser les ions nitrates, on peut utiliser la spectrophotométrie. En effet, en présence d'acide 2,4phénoldisulfonique, les ions nitrates réagissent totalement et rapidement avec apparition d'une coloration jaune. Le spectre de la solution obtenue est donné ci-dessous. Après choix d'une longueur d'onde, on réalise un certains nombre de solutions étalons dont la concentration en nitrates est connue et on mesure l'absorbance. Le graphe est également donné ci-dessous fig.(1).

Doc. 6 : rappels de géométrie Un disque de rayon R a une surface qui s'exprime par πR2. Un cylindre est un volume dont la base est un disque et de hauteur notée h. L'expression de son volume est alors la surface du disque multipliée par sa hauteur.

Questions 1. Dans de l'eau de pluie non polluée, sous quelle forme est majoritairement l'acide carbonique? Vous pourrez justifier à l'aide d'un diagramme de prédominance.

2. L'acide nitrique est un acide fort, l'acide sulfurique est un diacide fort.


(a) Rappelez ce qu'est un acide fort.

(b) Écrire les équations des réactions de chacun de ces acides avec l'eau.

3. On considère l'étang d'un des documents.

(a) Quelle est la concentration d'ions oxonium de l'étang trop acide

(b) Quelle devrait être la concentration en ions oxonium pour le pH ciblé?

(c) En déduire la quantité de matière d'ions oxonium qu'il y a en trop dans le lac 4. On réalise une opération de chaulage pour améliorer le pH. On suppose que l'ion carbonate CO2− 3(aq) se comporte ici comme une dibase forte, qu'on peut noter B2−.

(a) Écrire la réaction de la dibase B2− avec les ions oxonium.

(b) Faire un tableau d'avancement avec la dibase comme réactif limitant.

(c) Quelle est la relation entre la quantité de dibase apportée dans l'étang et la quantité d'ions oxonium neutralisés? 5. Combien coûtera l'opération de chaulage pour atteindre le bon pH de l'étang?

6. Que fait la température de l'étang avec le chaulage?
On s'intéresse maintenant aux ions nitrates pour savoir si l'acidité trop élevée de l'étang provient de fumées toxiques contenant du dioxyde d'azote.

7. Expliquez et donnez la longueur d'onde utilisée pour la spectrophotométrie.

8. (a) Montrez que l'étalonnage expérimental correspond à la loi de Beer-Lambert.

(b) Déterminez approximativement l'équation de la courbe de régression

9. Pour l'échantillon du lac, on mesure une absorbance de 0.71. Déterminez la concentration en ions nitrates dans l'étang. 10. Étant donné que l'acide nitrique est un acide fort, quel devrait être le pH de l'étang si tous les ions nitrates provenait d'acide nitrique de pluies acides. Conclure.

voici ce que j'ai fait :

1) jai trouvé H2Co3 qui predomine 2) acide fort ( acide qui réagit totaolement avec l'eau )
Pour les autre questions jai besoin de PISTES car je ny arrive pas


3) SO2(g)+ NO2(g) ? SO2(g)+H20 pour lacide sulfurique ?
SO2(g)+ NO2(g) ? N02-(g)+H20 pour lacide nitrique ?

Pour la 3)a) j'utilise le doc 5
et j'ai la relation c=n/v mais comment continuer ??

Pour la 3)b) je peux utiliser le doc 4 qui dit :Le pH mesuré (donc ciblé ) est à 4.2 et il faudrait le remonter au moins à 5.0. Pour cela on peut utiliser la technique du chaulage qui consiste à rajouter du carbonate de calcium CaCO3(s) de masse molaire 100g/mol et sous forme de poudre,

je ne sais pas si ce que je fais est juste ; jai besoin de pistes je suis trop bloqué

[Maurice]

Bonjour,
Il ne faut pas exagérer. On veut bien t'aider, mais pas faire tout ton problème, avec ses 9 questions, parfois subdivisées en sous-questions.
On va te mettre la piste des premières questions.
1) H2CO3 est un acide faible, puisque son premier pKa est > 1. Il est sous forme essentiellement H2CO3 dans l'eau. Un acide fort est un acide qui réagit en totalité avec l'eau, donc dont le pKa est < 0.
2) Les réactions de SO2 et NO2 atmosphérique avec l'eau sont :
2 SO2 + 2 H2O + O2 --> 2 H2SO4
4 NO2 + 2 H2O + O2 --> 4 HNO3
Ces deux acides réagissent avec l'eau selon
HNO3 + H2O --> H3O+ + NO3-
H2SO4 + H2O --> H3O+ + HSO4-
HSO4- + H2O --> H3O+ + SO4^2-.
Pour la suite, il te faut calculer le volume d'eau de ton étang, puis tirer la concentration en acide de cette eau à partir du pH, puis calculer le nombre de moles d'acide, puis en tirer le nombre de moles de CaCO3 qui réagira avec cet acide (CaCO3 + 2 HX --> CaX2 + H2CO3), puis la masse de ce CaCO3.