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2016 :

Détails: Catégorie : Exercices du BAC

Données : $pK_a(CH_3COOH/CH_3COO^\cdot)=4,8\quad;\quad pK_a(acide\quad conjugu\'{e} /trim\'{e}thylamine})=99$ .

L’étiquette d’une bouteille contenant une solution aqueuse $S_o$ de triméthylamine porte les indications suivantes : Triméthylamine $(CH_3)_3N$ à 45 % en masse ;

densité : d = 0,86 ;

masse molaire : $M((CH_3)_3N)\quad=\quad59,0\quad g.mol^{-1}$ .

Le vinaigre est une solution aqueuse d’acide éthanoïque. Pour faire disparaître l’odeur désagréable due à la triméthylamine dans le poisson, une recette empirique consiste à ajouter du citron ou du vinaigre dans la poêle contenant le poisson à cuire.

2-1. Ecrire l’équation bilan de la réaction entre l’acide éthanoïque et la triméthylamine. (0,25 point)

2-2. Calculer la constante d’équilibre $k_e$ associée à cette réaction. Conclure. (0,5 point)

2-3. Montrer que la concentration molaire volumique théorique $C_0^{th}$ de la solution $S_0$ peut s’exprimer par la relation

$C_0^{th}=\frac{450\quad d}{M(CH3)3\quad N)}$ . En déduire la valeur de $C_0^{th}$ . (01 point)

2-4. On dilue 100 fois un volume $V_p=10\quad mL$ , prélevé de la solution $S_0$ . La nouvelle solution obtenue est notée $S_1$ . Indiquer le protocole expérimental de préparation de la solution $S_1$ en précisant le matériel utilisé. (0,75 point)

2-6. On prélève un volume $V_1=10\quad mL$ de la solution $S_1$ que l’on dose, par une solution $S_a$ d’acide chlorhydrique de concentration molaire volumique $C_a\quad=\quad5,0.10^{-2}\quadmol.L^{-1}$ .
La courbe de la figure ci-contre donne l’évolution du pH du mélange réactionnel obtenu en fonction du volume $V_a$
d’acide chlorhydrique versé progressivement.

2-6-1. Faire le schéma annoté du dispositif de dosage de la solution $S_1$ . (0,25 point).

2-6-2. Déterminer la concentration $C_1$ de la solution $S_1$ . (0,5 point)

2-6-3. En déduire la concentration molaire volumique expérimentale, notée $C_0^{exp}$ , de la solution $S_0$ .

La comparer à la concentration théorique $C_0^{th}$ puis
conclure. (0,5 point).

2-6-4. Retrouver, graphiquement et en justifiant, la valeur du $pK_a$ du couple acide/base de la triméthylamine. (0,25 point).

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