Extrait BAC STI2DBac Blanc 2021Physique-chimie et mathématiques
EXERCICE : Étude d’une poudre à lessive
Une poudre à lessive contient comme agent alcalin du Carbonate de sodium solide Na2CO3(s). Lorsque cette poudre à lessive est dissoute dans l’eau, elle libère des ions carbonate CO3(aq)2- qui participent au nettoyage et à l’adoucissement de l’eau. Le carbonate de sodium solide se dissocie selon l’équation de dissolution suivante :
Na2CO3(s) → 2 Na(aq)+ + CO3(aq)2-
Les deux couples Acide/Base mis en jeu sont : HCO3(aq)- / CO3(aq)2- et H2O(l) / HO(aq)-
On étudie la dissolution d'une masse de 10,6g de carbonate de sodium d’une poudre à lessive dans 500 mL d’eau. 1. Le carbonate de sodium s’est-il entièrement dissout dans les 500mL d’eau de la solution ?
2. Calculer la masse molaire moléculaire MNa2CO3 du carbonate de sodium. Masses molaires atomiques du sodium MNa = 23,0 g/mol, du carbone MC = 12,0 g/mol et de l'oxygène MO = 16,0 g/mol.
3. Calculer la quantité de matière nNa2CO3 de carbonate de sodium que l’on dissout dans la solution.
4. En déduire, d’après l’équation de dissolution, la quantité de matière nCO32- en ion carbonate contenue dans la solution.
5. Écrire l’équation-bilan de la réaction de l’ion carbonate CO3(aq)2- sur l'eau H2O(l)
6. En déduire, d’après l’équation-bilan de la réaction, la quantité de matière nHO- en ion hydroxyde contenue dans la solution.
7. Calculer la concentration [HO-] des ions hydroxyde de la solution.
8. Calculer la concentration [H3O+] des ions oxonium de la solution en utilisant le produit ionique de l’eau.
9. Calculer le pH de la solution.
10. La solution obtenue est-elle acide, neutre ou basique.