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Exercices mathématiques
sur l'équilibre chimique 
Rappel de notions.

Il y a équilibre:

  • Dans une réaction chimique comme:
      N2 (g) + 3 H2 (g) <--> 2 NH3 (g)

      Kc = [ NH3 ]2 / [ N2 ] [ H2 ]3
       

  • Dans les dissociations ioniques comme les acides et bases faibles:
      CH3COOH (aq) <--> H+(aq) + CH3COO-(aq)

      Ka = [ H+] [ CH3COO- ] / [ CH3COOH ]
       

  • Dans les solutions saturées:
      CuSO4 (s) <--> Cu2+(aq) + SO42-(aq)

      Kps = [ Cu2+ ] [ SO42- ]
       

  • Dans des phénomènes physiques:
      CH3COCH3 (l) <--> CH3COCH3 (g)

      Kc = [ CH3COCH3 (g) ] 
       

1- Quelle est la concentration en ion H+ (aq) d'une solution obtenue en ajoutant 7,0 g de HCl à 0,5 litre d'eau ?

Rép: 0,38 mol/L

2- Quelle est la concentration en H+(aq) d'une solution obtenue en ajoutant 0,10 g de KOH à 1,0 litre d'eau ?

Rép: 5.6 x 10-12 mol/L

3- L'acide perchlorique, HClO4, est un des acides les plus forts. Que valent [H+] et [OH-] dans une solution d'acide perchlorique 0,01 mol/L ?

Rép: [H+] = 10-2 mol/L et [OH-] = 10-12 mol/L

4- Si la concentration en ions OH- d'une solution est de 10- 4 mol/L, quelle est sa concentration en ions H+ ?

Rép: 10-10 mol/L

5- Lequel des acides suivants est le plus fort ? L'acide fluorhydrique, HF, (Ka = 6,7 x 10- 4) ou l'acide sulfhydrique, H2S, (Ka = 1,0 x 10-7) ?

Rép: acide fluorhydrique

6- Quelle masse d'acide acétique, CH3COOH, faut-il dissoudre dans l'eau pour obtenir 250 mL d'une solution 3 mol/L ?

Rép: 45 g

7- Quelle est la concentration en ions H+ et en ions OH- dans une solution de NH4OH 0,10 mol/L, sachant que la constante Kb de NH4OH est de 1,8 x 10-5 ?

Rép: [H+] = 7,4 x 10-12 mol/L et [OH-] = 1,34 x 10-3 mol/L

8- La concentration en ions H+ d'une solution 0,05 mol/L d'acide benzoïque, C6H5COOH, est de 0,002 mol/L. Calculez la Ka de l'acide benzoïque à cette température.

Rép: 8,3 x 10-5

9- Calculez Ka de l'acide formique, HCOOH, si la dissolution de 2,3 g de cet acide dans 1,0 litre d'eau à 20 'C fournit une solution dont la concentration en H+ vaut 0,003 mol/L ?

Rép: 1,9 x 10- 4

10- L'acide oxalique, HOOCCOOH, a une valeur de Ka de 5,4 x 10-2. Il présente, en solution aqueuse, l'équilibre suivant de dissociation:

      HOOCCOOH <--> H+ (aq) + HOOCCOO-(aq)
Quelle est la valeur de [H+] dans une solution 0,20 mol/L de
cet acide ?

Rép: 0,103 mol/L

11- Quelle est le % de molécules de CH3COOH dissociées dans une solution 1,0 mol/L de cet acide dont Ka est de 1,8 x 10-5 ?

Rép: 0,42 %

12- Vous dissolvez 0,4 g de NaOH, une base forte, dans un litre d'eau. Que vaut [H+] et [OH- ] ?

Rép: [H+] = 10-12 mol/L et [OH-] = 0,01 mol/L

13- Quelle est la concentration molaire volumique d'une solution d'acide nitrique, HNO3, contenant 15,0 g d'acide par 300 mL ?

Rép: 0,794 mol/L

14- Quelle est la concentration en H+ d'une solution d'acide nitrique, HNO3, si sa concentration en ions OH- est de 10-12 mol/L ?

Rép: 10-2

15- Quel est le pH d'une solution de NH4OH 0,20 mol/L, sachant que sa Kb est de 1,8 x 10-5 ?

        NH4OH (aq) <--> NH4+ (aq) + OH- (aq)
Rép: 11,28

16- Combien de moles de HCl faut-il dissoudre dans 75 mL d'eau pour obtenir une solution dont le pH est 3,8 ?

Rép: 1,2 x 10-5 mole

17- Quelle solution est la plus acide: une solution dont la concentration en H+ est de 0,03 mol/L ou une solution dont le pH est 3 ?

Rép: la première

18- Quel est le pH d'une solution 0,1 mol/l d'hydroxyde de sodium, NaOH, si on suppose que la molécule est complètement dissociée en solution aqueuse ?

Rép: 13

19- Calculez le pH d'une solution si sa concentration en H+ est de 2,6 x 10- 4 mol/L.

Rép: 3,59

20- Quelle est la concentration en ions OH- et en ions H+ d'une solution dont le pH est de 8,4 ?

Rép: [OH-] = 2,5 x 10- 6 mol/L et [H+] = 4,0 x 10-9 mol/L

21- Calculez le pH d'une solution d'acide dont la concentration en ions hydrogène est de 50 moles par mille litres de solution ?

Rép: 1,3

22- Quel est le pourcentage (%) de dissociation en solution aqueuse d'un acide faible si une solution 0,001 mol/L de cet acide a un pH de 4 ?

Rép: 10 %

23- Quelle masse de NaOH faut-il ajouter à 300 mL de HCl 0,25 mol/L pour neutraliser complètement cet acide ?

Rép: 3 g

24- Quel volume de HCl 0,01 mol/L faut-il pour neutraliser 33 mL de NaOH 0,02 mol/L ?

Rép: 66 mL

25- Dans une expérience de laboratoire, vous mélangez deux solutions aqueuses de 100 mL chacune et contenant: l'une 0,40 g de NaOH et l'autre 0,73 g de HCl. Quelle est la concentration en ions H+ de cette nouvelle solution ?

Rép: 0,05 mol/L

26- Une solution basique a une concentration en ions OH-(aq) égale à 2,0 x 10-3 mol/L. Quelle est la concentration en H+(aq) de cette solution, si, à cette température, la constante d'ionisation de H2O est égale à 6,0 x 10-14 ?

Rép: 3,0 x 10-11 mol/L

27- Calculez la concentration des ions OH- (aq) présente dans 100 mL de solution contenant 0,01 mole de chlorure d'hydrogène HCl.

Rép: 1,0 x 10-13 mol/L

Les questions 28 à 30 se rapportent à l'énoncé suivant:

Un bécher A contient 200 mL de HCl 0,1 mol/L. Un bécher B contient 200 mL de NaOH 0,1 mol/L.

28- Quel est le pH dans le bécher A ?

Rép: 1

29- Quelle est le concentration en OH- dans le bécher A ?

Rép: 1 x 10-13 mol/L

30- Quelle sera la concentration en OH- si on mélange complètement les solutions dans un même bécher ?

Rép: 1 x 10-7 mol/L

31- Si la Ka de l'acide acétique CH3COOH est de 1,8 x 10-5, trouvez la concentration en ions H+ d'une solution 0,60 mol/L de cet acide.

      CH3COOH (aq) <--> H+ (aq) + CH3COO- (aq)
Rép: 3,3 x 10-3 mol/L

32- La constante d'équilibre de la dissociation du sulfure d'hydrogène est 
1,0 x 10-7.

      H2S (g) + H2O (l) <--> H3O+ (aq) + HS- (aq)
Quelle est la concentration en ions H3O+ d'une solution dont la concentration est 1,0 x 10-2 mol/L?

Rép: 3,2 x 10-5 mol/L

33- Quelle est la valeur de la constante d'équilibre, Ka, de l'acide carbonique si une solution dont la concentration est 0,10 mol/L a un pH égal à 5 ?

        H2CO3 (aq) <--> H+ (aq) + HCO3- (aq)
Rép: 1,0 x 10-9

34- Calculez le produit de solubilité, Kps, de Ca(OH)2 sachant qu'un litre de la solution saturée contient 0,74 g de soluté, à une certaine température.

      Ca(OH)2 (s) <--> Ca2+(aq) + 2 OH-(aq)
Rép: 4,0 x 10-6

35- La solubilité de l'hydroxyde de calcium, Ca(OH)2 (aq) est
1,0 x 10-8 à une température donnée. Quelle est la valeur du produit de solubilité, Kps ?

      Ca(OH)2 (s) <--> Ca2+(aq) + 2 OH-(aq)
Rép: 4,0 x 10-24

36- La constante du produit de solubilité, Kps, pour BaSO4 est 8,0 x 10-7. Calculez sa solubilité.

      BaSO4 (s) <--> Ba2+(aq) + SO42-(aq)
Rép: 8,9 x 10- 4 mol/L

37- Calculez la solubilité de Al(OH)3, à une certaine température, sachant que la valeur du produit de solubilité, Kps, est 2,7 x 10-35.

      Al(OH)3 (s) <--> Al 3+ (aq) + 3 OH- (aq)
Rép: 1,0 x 10-9 mol/L

38- Déterminez le Kps de l'iodure de potassium, KI, à une température donnée, sachant qu'à cette température 100 mL de solution contient 83 g de KI.

Rép: 25

39- La solubilité de Ag2CO3 est de 1,3 x 10- 4 mol/L à 25'C. Calculez le Kps du carbonate d'argent à cette température.

      Ag2CO3 (s) <--> 2 Ag+(aq) + CO32-(aq)
Rép: 8,8 x 10-12

Plan des
notes de cours
Module 5
Aspect macroscopique
de l'équilibre
Facteurs qui
influencent l'équilibre
Principe de
Le Châtelier
Constante
d'équilibre
Constante de
dissociation de l'eau
Force
des acides
Titrage
Réactions
d'oxydoréduction
Potentiel de
réduction
Piles
électrochimiques

 

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Page mise à jour : le 7 mars 2005

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