Bac Physique-Chimie · Métropole septembre 2025 · Jour 1 · Réf. 25-PYCJ1ME3

Exercice 2 — Étude d'une lessive « multi-usages »

Propriétés acido-basiques de l'ion carbonate et % massique de Na₂CO₃ dans une lessive.
4 points · 9 questions · Exercice 2 / 3

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Exercice 2 — Étude d'une lessive « multi-usages » (4 points)

Le carbonate de sodium Na₂CO₃ entre dans les lessives (solubilise les corps gras). Objectifs : étudier les propriétés acido-basiques de l'ion carbonate, et vérifier que le % massique de Na₂CO₃ est bien entre 30 et 60 %.

Données : M(Na₂CO₃) = 106,0 g·mol⁻¹ ; pKA1(CO₂/HCO₃⁻) = 6,4 ; pKA2(HCO₃⁻/CO₃²⁻) = 10,3.

1. Propriétés acido-basiques de l'ion carbonate

1: CO₂2: HCO₃⁻3: CO₃²⁻6,410,3%pH
Figure 1 — distribution : courbe 1 = CO₂ (pH bas), 2 = HCO₃⁻ (milieu), 3 = CO₃²⁻ (pH haut). Croisements à pKA1=6,4 et pKA2=10,3
Q1. Représenter le diagramme de prédominance.
Q2. Identifier les courbes 1, 2, 3.
Q3. Retrouver pKA2 à l'aide de la figure 1.
Q4. Équation entre CO₃²⁻ et l'eau ; justifier le caractère basique.

2. Pourcentage massique de Na₂CO₃

Protocole : peser 4,0 g de lessive → fiole 100,0 mL ; diluer 10× ; prélever 50,0 mL et titrer par HCl (c_A = 1,0×10⁻¹ mol·L⁻¹). On admet que seuls les ions carbonate sont titrés jusqu'à la 1ʳᵉ équivalence.

V_éq1≈7,5V_éq2≈16,5pHV(mL)
Figure 2 — titrage : 2 sauts de pH → V_éq1 ≈ 7,5 mL, V_éq2 ≈ 16,5 mL (max de |dpH/dV|)
Q5. Schéma légendé du titrage pH-métrique.
Q6. Verrerie pour préparer 100,0 mL dilués 10×.
Q7. Équation du titrage (CO₃²⁻ + H₃O⁺, jusqu'à la 1ʳᵉ équivalence).
Q8. Déterminer le % massique de Na₂CO₃. Commenter.
Q9. Comparer V_éq1 et V_éq2 ; en déduire d'autres espèces présentes.
📖Le contexte (énoncé)
📋 ÉNONCÉ (mot pour mot)
Le carbonate de sodium Na₂CO₃ des lessives « solubilise » les corps gras. On étudie les propriétés acido-basiquesDiagramme de distribution : proportions des espèces d'un couple acide-base en fonction du pH ; les courbes se croisent à 50 % au pKA. de l'ion carbonate, puis on vérifie que le % de Na₂CO₃ est entre 30 et 60 %.
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