2010-2011 Tutorat UE spé – Bases chimiques du médicament – Séance n° 3 1 / 4

TUTORAT UE spé BCM 2010-2011 Séance n°3 – Semaine du 28/02/2011

Chimie physique (3) : Solubilité - Equilibres acide-base et redox Dr. Josiane Nurit

Séance préparée par Stéphanie Bonutti, Agathe Chadelas, François Issartel, Lucas

Toreilles (ATP), Nicolas Setbon, Alexandre Leboucher (ATM²)

QCM N°1 : On considère une solution saturée de carbonate de baryum (BaCO3), dont le

pKs = 8,7. (M = 197,5 g. mol-1) a) La concentration en ions baryum est inférieure à la concentration en ions carbonate. b) Le produit de solubilité du carbonate de baryum s’écrit Ks = s2. c) La solubilité s du carbonate de baryum vaut 4,46 .10-5 mol.l-1. d) La solubilité s du carbonate de baryum vaut 8,8 mg.l-1. e) Le produit de solubilité du carbonate de baryum Ks varie avec la température. f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.

QCM N°2 : Soit une solution aqueuse saturée de Mg(OH)2 (sol) à 25°C.

(Ks = 1,8 10-11 ; M = 58 g.mol-1 ) a) Le produit de solubilité Ks s’écrit : [Mg2+] x [OH-]2. b) La concentration en ions OH- correspond à 2 s. c) La solubilité s de l’hydroxyde de magnésium est égale à 0,165 g.l-1. d) La solubilité s de l’hydroxyde de magnésium est égale à 0,165 mg.l-1. e) Le pH de cette solution est égale à 10,52. f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.

QCM N°3 : Autour du pH

a) Selon la Théorie d’Arrhenius, un acide est une substance qui produit des ions H+ en solution aqueuse b) Selon la Théorie de Brønsted – Lowry, un acide est une substance susceptible de capter un proton c) Le pH d’une solution est donné par la relation : pH = - log (H3O

+) d) Le pH d’une solution d’un monobase faible (de concentration C) se calcule par la formule pH = 7 + ½ pKa - ½ log C e) Un comprimé de vitamine C (dosé à 1 gramme d’acide ascorbique, MM =176 g.mol-1 et pKa = 4,2) est dissous dans un verre contenant 100 ml d’eau, le pH de cette solution est de 2,72 f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.

FFAACCUULLTTEE

ddee

PPHHAARRMMAACCIIEE

2010-2011 Tutorat UE spé – Bases chimiques du médicament – Séance n° 3 2 / 4

QCM n°4 : Rappels de cours sur les équilibres acido-basiques a) Le pH d’un acide faible (de concentration C) est donné par la relation pH = ½ pKa – ½ log C b) H2SO4 est un acide à caractère fort. On calcul le pH d’une solution aqueuse de H2SO4 (de concentration C) par la relation pH = -log C c) Le pH d’une solution tampon = pKa – log [base]/[acide] d) Le produit ionique de l’eau correspond au produit [H3O

+].[OH-] et vaut toujours 10-14 e) Un ampholyte est une entité qui peut se comporter comme un acide ou une base f) Toutes les propositions précédentes sont fausses

QCM N°5 : On dose par titrimétrie 20 ml d’une solution d’acide acétique de concentration C1 = 0,1 mol.l-1 (pKa = 4,75) par 30 ml d’une solution de NaOH (volume équivalent) de concentration C2 = 0,1 mol.l-1.

La réaction globale est : HA + HO- A- + H2O

a) Le pH de la solution de départ est égal à 2,875 b) A la demi équivalence, le pH est égal à 4,92 c) Au point d’équivalence, le pH est égal à 8,72 d) Au point d’équivalence, la solution à un caractère acide e) Après l’équivalence, le pH est égal à 13,20 f) Toutes les propositions précédentes sont fausses

QCM n°6 : On effectue le dosage de 10 ml de NH3 par une solution d’HCl (0,5 mol.l-1).

Il faut verser exactement 10 ml d’acide pour neutraliser NH3 et on donne pKa de NH3 = 9,25 a) Avant de verser la première goutte de HCl, la solution a un pH de 11,47 b) Au point équivalent, NH3 et HCl sont à concentrations égales c) Le pH au point équivalent vaut 5,27 d) Le pH au point équivalent vaut 6,42 e) Au pH = 9,25 on se trouve en présence d’une solution tampon f) Toutes les propositions précédentes sont fausses

QCM N°7 (Exercice) : Déterminer le nombre d’oxydation des atomes suivants :

1) Atome de carbone du méthane CH4.

2) Atome de carbone du formaldéhyde CH2O. 3) Atome de carbone de l’ion formate HCO2

-. 4) Atomes d’oxygènes du péroxyde d’hydrogène H2O2.

5) Atome d’azote de l’ion nitrate NO3

-. 6) Atome de soufre de l’acide sulfurique SO4H2.

2010-2011 Tutorat UE spé – Bases chimiques du médicament – Séance n° 3 3 / 4

QCM n°8 : Soit une pile constituée de deux cellules électrochimiques. La première cellule comprend une lame d’argent baignant dans une solution de sulfate d’argent où l’on titre [Ag+] = 0,1 mol.L-1.

La deuxième cellule comprend une lame de zinc baignant dans une solution de sulfate de zinc où l’on titre [Zn2+] = 0,1 mol.L-1

.

On donne : E0 (Zn2+/Zn) = - 0,76 V E0 = (Ag+/Ag) = + 0,80 V

Ces deux cellules sont reliées entre elles par un pont salin et un fil de métal conducteur, qui permettent à une réaction d’oxydo-réduction d’avoir lieu.

a) Des électrons traversent le fil électrique de l’électrode d’argent vers l’électrode de zinc. b) Des ions sulfate traversent le pont salin du pôle (+) vers le pôle (-). c) L’oxydation de 1 mole de Zn(s) suggère le transport de 4 moles d’électrons via le fil de métal conducteur. d) La force électromotrice de la pile dans ces conditions initiales est de +1,56 V. e) La constante d’équilibre de la réaction se produisant à 25°C est de l’ordre de 1052 (à la puissance près). f) Toutes les propositions précédentes sont fausses

QCM n°9: On donne les potentiels d’électrode standards des couples :

- Fe3+/Fe2+ : + 0,770 V - Fe3+/Fe : - 0,040 V

Déterminer le potentiel d’électrode standard du couple Fe2+/Fe.

a) E0 = - 0,445 V

b) E0 = + 0,840 V c) E0 = + 0,445

d) E0 = - 0,840 V e) E0 = + 0,730 V f) Autre réponse

QCM n°10 : Soit le diagramme de Latimer théorique du carbone établi à pH = 0.

C CO CO2

0,517V - 0,104V

? a) Le degré d'oxydation du carbone dans le dioxyde de carbone est - IV. b) Le degré d'oxydation du carbone dans le monoxyde de carbone est - II. c) L’équation redox entre CO2 et CO met en jeu 2 électrons d) Le potentiel redox normal pour le couple CO2/C est de 0,413 V. e) Le potentiel redox normal pour le couple CO2/C est de - 0,413 V. f) Toutes les propositions précédentes sont fausses

2010-2011 Tutorat UE spé – Bases chimiques du médicament – Séance n° 3 4 / 4

QCM n°11 : On établit sur le papier millimétré agrandi ci-dessous le diagramme de Frost des divers degrés d’oxydation de l’atome de chlore à pH = 0.

a) Les ions Cl- se comportent comme des réducteurs vis-à-vis de H2. b) HClO2 se comporte comme un réducteur vis-à-vis de H2. c) Le potentiel d’électrode standard du couple HClO2/Cl- est proche de -1,59 V. d) La réaction HClO + HClO3 → 2 HClO2

est thermodynamiquement possible dans le sens 1. e) Une variation de pH peut modifier l’allure d’un tel graphe. f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.

-ΔG° (eV)

Cl2

Cl- (-1,36)

ClO3- (+ 7,34)

ClO4- (+ 9,74)

HClO (1,63)

+I +II +III +IV +V +VI +VII -I

4

2

8

6

NO

En fait, les données concernant l’acide chloreux HClO2 sont manquantes. Sachant que le potentiel d’oxydation standard E0 du couple HClO2/Cl2 est +1,66 V, compléter le diagramme de Frost ci-contre. Choisir enfin parmi les propositions suivantes celle ou celles qui sont exactes.