Exercice 2 - 1. Propriétés acido-basiques de l'io… · Bac Physique-Chimie Métropole 1 remplacement 2025

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

Le carbonate de sodium, de formule $\mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3$, entre dans la composition de nombreuses lessives pour le nettoyage des sols et des murs. Il permet de « solubiliser » les corps gras, facilitant ainsi l'action des tensioactifs.

Les objectifs de cet exercice sont de:

mener une étude des propriétés acido-basiques de l'ion carbonate;

vérifier que le pourcentage en masse de carbonate de sodium présent dans une lessive « multi-usages » est bien compris entre 30 et 60 %, comme annoncé par le fabricant.

1. Étude des propriétés acido-basiques de l'ion carbonate

Données:

masse molaire de $\text{Na}_2\text{CO}_3$: $106{,}0\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$;

valeurs des $\text{p}K_A$ à $25\text{ }^\circ\text{C}$ des couples acide-base associés à $\text{CO}_2\text{(aq)}$:

$\text{CO}_2\text{(aq)} / \text{HCO}_3^-\text{(aq)}$: $\text{p}K_{A1} = 6{,}4$;

$\text{HCO}_3^-\text{(aq)} / \text{CO}_3^{2-}\text{(aq)}$: $\text{p}K_{A2} = 10{,}3$;

diagramme de distribution en fonction du $\text{pH}$ des différentes espèces acide-base des couples associés à $\text{CO}_2\text{(aq)}$:

Q1.

Représenter le diagramme de prédominance des espèces acide-base des couples associés à $\text{CO}_2\text{(aq)}$.

Q2.

Identifier, en justifiant, les espèces chimiques associées à chacune des courbes 1, 2 et 3 de la figure 1.

Q3.

Expliquer, en justifiant, comment retrouver la valeur du $\text{p}K_{A2}$ associée au couple $\text{HCO}_3^-\text{(aq)} / \text{CO}_3^{2-}\text{(aq)}$ à l'aide de la figure 1.

Q4.

Écrire l'équation de réaction modélisant la transformation mettant en jeu l'ion carbonate $\text{CO}_3^{2-}\text{(aq)}$ et l'eau. Justifier le caractère basique des ions carbonate dans l'eau.