Comment répondre à ce sujet de bac physique sur le dioxyde de carbone?

Réponse :

Révision bac 2019 avec ce corrigé de bac de physique Nouvelle Calédonie 2018 proposé par ta E-prof de soutien scolaire en ligne.


Karine, e-prof de sciences physiques vous propose cette fois-ci un corrigé de l’exercice 3 de chimie de l’épreuve au Bac S en nouvelle Calédonie (novembre 2018). Cet exercice de soutien scolaire en ligne ne concerne que les candidats n’ayant pas suivi l’enseignement de spécialité.


Énoncé de ce sujet de bac physique 2018


Exercice 3 : contrôle du dioxyde de carbone dans l’eau d’un aquarium :

contrôle du dioxyde de carbone dans l’eau d’un aquarium

 

correction bac physique nouvelle calédonie 2018

On sait que que pour tout couple acide/base AH / A –  on a :

constante acidité

 

 

 

d’où

préparation bac physique 2019

 

 

 

si [ A– ] = [ AH ], le pH est égal au pKa car log 1 = 0

diagramme de distribution des espèces

corrigé bac physique 2018

corrigé bac sciences physiques 2018

échelle pH bac 2018

soutien scolaire en ligne


Corrigé de ce sujet de bac


Compte tenu de l’échelle de pH avec les domaines de prédominances, on constate que plus l’eau contient du dioxyde de carbone, plus l’eau est acide, c’est à dire que son pH diminue.


contrôle du dioxyde de carbone dans l'eau d'un aquarium par titrage

exercice de bac sur le dosage

questions bac physique Nouvelle Calédonie


Au début du dosage, le pH de la solution est égal à 7,4. Celui-ci correspond à l’eau de l’aquarium car mesuré initialement sans ajout d’acide chlorhydrique.

D’après l’échelle de pH avec les domaines de prédominantes vu dans la question 1.2, on en déduit que l’espèce prédominante dans l’eau de l’aquarium est la forme HCO3– à pH = 7,4

A l’équivalence, le pH est égal à 4,5 (voir exploitation du graphique ci-dessous) :

exercice corrigé de physique niveau bac

D’après l’échelle de pH avec les domaines de prédominantes vu dans la question 1.2, on en déduit que l’espèce prédominante dans la solution à l’équivalence du titrage est cette fois-ci la forme CO2, H2O.

equation molaire hydrogénocarbonates

HCO3–   + H3O+   + Cl–   ===    CO2   + 2 H2O   + Cl–A l’équivalence, n(HCO3–) = n( H3O+)

equation molaire hydrogénocarbonates

                         [HCO3–] x Veau = [H3O+] x Veq

d’où                   [HCO3–]  = [H3O+] x Veq / Veau

                         [HCO3–]  = 5.10-2 x 7,2 / 100,0 = 3,6.10-3 mol/L

bac physique 2019


D’après la question 2.2, le pH de l’eau de l’aquarium est égal à 7,4

[CO2, H2O] = [HCO3–] x 10 (pKA1 – pH) = 3,6.10-3 x 10(6,4 – 7,4) = 3,6.10-3 x 10-1 = 3,6.10-4mol/L

On sait que la relation qui relie la concentration molaire [… ] à la concentration massique Cm est [ … ] = Cm / M où M est la masse molaire de l’élément étudié.

d’où Cm = [ … ] x M

on considère que  [CO2, H2O] =  [CO2 dissous]

Cm = [CO2 dissous] x M(CO2) = 3,6.10-4 x 44 = 0,016 g/L = 16 mg/L

condition pour plantes et poissons aquarium

Dans les données de l’exercice, ce tableau est fourni :


tab0elau de conditions optimales aquarium


L’eau de l’aquarium a un pH égal à 7,4 (voir question 2.2), les conditions sont optimales si la concentration massique en CO2 est comprise entre 11 et 23 mg/L. Avec une concentration massique en CO2 de 16 g/l, les plantes et les poissons sont bien dans les conditions optimales.


Ainsi s’achève l’étude de l’exercice 3 pour les bacheliers S non spécialistes.

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