Concours d'accès en 1ère année de Médecine ou Pharmacie

Épreuve de Chimie

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Si vous voulez être discipliné, la durée est 45 minutes.

Étude cinétique d'une transformation chimique

Un mélange de volume \( V = 100 mL \) contient initialement \( n_1(H_2O_2) = 3.10^{-3} mol \) d'eau oxygénée, \( n_2(I^-) = 5.10^{-3} mol \) d'ions iodure et \( n_3(H^+) = 4.10^{-3} mol \) d'ions hydrogène. La réaction chimique qui se produit est modélisée par l'équation : \[ H_2O_{2(aq)} + 2I_{(aq)}^- + 2H_{(aq)}^+ \longrightarrow I_{2(aq)} + 2H_2O_{(l)} \]

Question 1 :

La valeur de l'avancement final de la réaction est :

Question 2 :

La valeur du temps de demi-réaction est :

Question 3 :

La valeur de la vitesse volumique de réaction à \( t_0 = 0 \) est :

Suivi temporel d'une transformation chimique

On introduit, à \( 25^\circ C \), dans un ballon une masse \( m \) de carbonate de calcium \( CaCO_{3(s)} \) et on y verse à \( t_0 = 0 \), le volume \( V_A = 158 mL \) d'une solution aqueuse d'acide lactique \( C_3H_6O_{3(aq)} \) de concentration molaire \( C_A = 8,0.10^{-2} mol.L^{-1} \). La transformation chimique qui se produit est modélisée par l'équation :
\[ CaCO_{3(s)} + 2C_3H_6O_{3(aq)} \longrightarrow CO_{2(g)} + Ca_{2(aq)}^+ + 2C_3H_5O_{3(aq)}^- + H_2O_{(l)} \] Données :
- temps de demi-réaction \( t_{1/2} = 18 s \)
- \( V_m = 24 L.mol^{-1} \)
- \( M(CaCO_3) = 100 g.mol^{-1} \)

Question 4 :

La valeur de l'avancement final de la réaction est :

Question 5 :

La valeur de la masse \( m \) est :

Question 6 :

La valeur du volume de dioxyde de carbone formé à l'instant \( t = t_{1/2} \) est :

Acide acétylsalicylique

L'acide acétylsalicylique de formule \( C_9H_8O_4 \), connu sous le nom d'aspirine est utilisé dans de nombreux médicaments pour ses propriétés antalgiques et anti-inflammatoires. On dissout un comprimé d'aspirine dans le volume \( V = 100 mL \) d'eau pure pour obtenir une solution aqueuse (S). La conductivité de la solution (S) vaut \( \sigma = 109 mS.m^{-1} \).
La transformation chimique qui se produit est modélisée par l'équation :
\[ C_9H_7O_2COOH_{(aq)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons C_9H_7O_2COO_{(aq)}^- + H_3O_{(aq)}^+ \]
Données :
- \( \lambda_1 = \lambda_{C_9H_7O_2COO_{(aq)}^-} = 3,6.10^{-3} S.m^2.mol^{-1} \)
- \( \lambda_2 = \lambda_{H_3O_{(aq)}^+} = 35,0.10^{-3} S.m^2.mol^{-1} \)
- On néglige l'effet des ions \( HO_{(aq)}^- \) sur la conductivité de la solution (S)
- \( M(C_9H_8O_4) = 180 g.mol^{-1} \) ; \( K_e = 10^{-14} \)
- \( \log(2,82) = 0,45 \) ; \( 2,82 \times 38,6 \approx 109 \) ; \( 9 \times 27,8 \approx 250 \)

Question 7 :

La valeur de la concentration molaire effective en ions oxonium dans la solution (S) est :

Question 8 :

La valeur du \( pH \) de la solution (S) est :
On titre le volume \( V_A = 50 mL \) de la solution (S) par une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium \( Na_{(aq)}^+ + HO_{(aq)}^- \) de concentration molaire \( C_B = 5,0.10^{-2} mol.L^{-1} \). Le volume versé à l'équivalence est \( V_{B.E.} = 27,8 mL \).
La constante d'équilibre associée à l'équation de la réaction du dosage est \( K = 3,2.10^{10} \).

Question 9 :

La valeur de la masse d'aspirine contenue dans le comprimé étudié est :

Question 10 :

La valeur de la constante d'acidité \( K_A \) du couple acide/base associé à l'acide acétylsalicylique est :

Acide monochloroéthanoïque

On considère une solution aqueuse (S), d'acide monochloroéthanoïque de formule \( CICH_2COOH \), de volume \( V \), de concentration molaire \( C = 10^{-2} mol.L^{-1} \) et de \( pH = 2,43 \).
Données :
\( 10^{0.57} \approx 3,7 \) ; \( 10^{-0.43} \approx 0,37 \) ; \( 10^{0.43} \approx 2,7 \)

Question 11 :

La valeur du taux d'avancement final de la réaction est :

Question 12 :

Les concentrations molaires des espèces \( CICH_2COOH_{(aq)} \) et \( CICH_2COO_{(aq)}^- \) dans la solution (S) vérifient l'égalité :

Système chimique en état d'équilibre

On introduit initialement dans un bécher une solution aqueuse d'acide méthanoïque \( HCO_2H_{(aq)} \) et une solution aqueuse d'éthanoate de sodium \( Na^+_{(aq)} + CH_3CO^-_{(aq)} \). Les deux solutions ont même volume \( V \) et même concentration molaire \( C \).
La transformation chimique qui se produit est modélisée par l'équation :
\[ HCO_2H_{(aq)} + CH_3CO^-_{(aq)} \rightleftharpoons HCO^-_{(aq)} + CH_3CO_2H_{(aq)} \]
de constante d'équilibre \( K = 10 \).
Données :
- \( K_{A1}(CH_3CO_2H_{(aq)} / CH_3CO^-_{(aq)}) = 1,8.10^{-5} \)
- \( \sqrt{10} \approx 3,16 \) ; \( 76 \times 416 \approx 3,16.10^4 \)

Question 13 :

L'expression du taux d'avancement final à l'état d'équilibre du système est :

Question 14 :

La valeur du taux d'avancement final de la réaction est :

Question 15 :

La valeur de la constante d'acidité du couple \( (HCO_2H_{(aq)} / HCO^-_{(aq)}) \) est :

Produit pharmaceutique

Certains produits pharmaceutiques sont fabriqués à partir de l'éthanamine (l'éthylamine), de formule chimique \( C_2H_5NH_2 \) qui est une base selon Brönsted.
On prépare une solution aqueuse (\( S_B \)) d'éthanamine de concentration molaire \( C_B = 2,0.10^{-2} mol.L^{-1} \) et de \( pH = 11,5 \).
Données :
\( pKe = 14 \) ; \( 10^{-0.5} \approx 0,316 \) ; \( 10^{0.5} \approx 3,16 \) ; \( 16^2 = 256 \) ; \( 128 + 6 \approx 21 \)

Question 16 :

La transformation chimique qui a eu lieu lors de la préparation de la solution (\( S_B \)) est modélisée par l'équation :

Question 17 :

L'expression du taux d'avancement final de la réaction est :

Question 18 :

La valeur du taux d'avancement final de la réaction est :

Question 19 :

La valeur du quotient de réaction \( Q_{r,eq} \) à l'état d'équilibre du système est :

Question 20 :

La valeur de la constante d'acidité du couple \( (C_2H_5NH_{3(aq)}^+ / C_2H_5NH_{2(aq)}) \) est :