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11PYSCSPO1 EXERCICE I : DEUX DÉTARTRANTS POUR CAFETIÈRES ÉLECTRIQUES (7 points) Deux produits différents peuvent être utilisés pour détartrer les cafetières électriques. Le premier, se présentant sous forme de poudre, est de l’acide citrique. Le mode d’emploi pour un détartrage est le suivant : - Diluer complètement la poudre détartrante
11PYSCSPO1 EXERCICE I : DEUX DÉTARTRANTS POUR CAFETIÈRES ÉLECTRIQUES (7 points) Deux produits différents peuvent être utilisés pour détartrer les cafetières électriques. Le premier, se présentant sous forme de poudre, est de l’acide citrique. Le mode d’emploi pour un détartrage est le suivant : - Diluer complètement la poudre détartrante dans 1/2 litre. - Verser la solution dans le réservoir d’eau et mettre en marche l’appareil. - Après écoulement de la moitié de la solution, arrêter l’appareil et laisser agir trente minutes. - Remettre en marche pour l’écoulement du reste de la solution. - Effectuer 3 rinçages successifs à l’eau claire. Le deuxième détartrant est une poudre à base d’acide sulfamique. Son mode d’emploi ne diffère de celui du premier que par le temps d’action, réduit à dix minutes. Données : masse molaire de l’acide citrique : M = 192 g.mol-1. 1 masse molaire de l’acide sulfamique : M = 97,0 g.mol-1. 2 1. Fabrication de la solution détartrante n°1 1.1. L’utilisation du verbe « diluer » dans le mode d’emploi du détartrant est-elle pertinente ? Justifier. 1.2. La masse m d’acide citrique utilisée pour obtenir le volume V = 0,50 L de 1 1 solution détartrante est égale à 20 g. Calculer la concentration molaire c en acide citrique de la solution 1 détartrante n°1. 2. Comportement des deux acides dans l’eau On considère une solution d’acide citrique S et une solution d’acide sulfamique 1 S de même concentration molaire en soluté apporté C = 1,00 · 10-2 mol.L-1 et de 2 même volume V = 1,00 L. À 25 °C, on mesure un pH de valeur 2,6 pour S et de 1 valeur 2,0 pour S . 2 2.1. Réaction d’un acide avec l’eau : 2.1.1. Définir un acide selon Brønsted. 2.1.2. Écrire l’équation de la réaction d’un acide AH avec l’eau. 2.2. En utilisant un tableau d’avancement, établir l’expression du taux d’avancement final t de la réaction de l’acide AH avec l’eau en fonction du pH de la solution et de la concentration molaire c. Page 2/10 11PYSCSPO1 2.3. On note A H l’acide citrique et A H l’acide sulfamique. Calculer les taux 1 2 d’avancement final, notés respectivement t et t , de chacune des réactions 1 2 associées aux transformations donnant les solutions S et S . Commenter 1 2 les résultats obtenus. 3. Étude du couple acide citrique / ion citrate 3.1. En conservant