Correction ENITA Chimie 2008 !!

Publié le par Classe préparatoire du Legta de Valence

Première question :

 

1.1. [H] : 1s1          [C] : 1s22s22p2                      [N] : 1s22s22p3                      [O] : 1s22s22p4

1.2.                         NH2

                                               C = O

                               NH2

 

1.3.1. ∆rH° = D(N2) + 2 D(H2)+1/2 D(O2) +∆subH°(C(gr))-(D(C=O) +2D(C-N) +4D(N-H))-∆subH°(urée(s))      AN : ∆rH° = -212kJ.moL-1

 

1.3.2. La molécule est stabilisée par délocalisation des électrons π.

1.3.3. ∆rH°(urée)réelle = ∆rH°(urée)théorique - ∆rH°résonance AN : ∆rH°(urée)réelle = 121 kJ.moL-1

 

Deuxième question :

 

2.1. ∆rH° = ∆fH°(urée(s)) + ∆fH°(eua(l)) – 2 ∆fH°(NH3(g)) - ∆fH°(CO2(g))                                AN : ∆rH° = -133 kJ .moL-1 réaction exothermique

2.2. ∆rS° = S°(urée(s)) + S°(eua(l)) – 2 S°(NH3(g)) - S°(CO2(g))    ∆rS° = -424 J.moL-1.K-1 diminution du désordre

2.3.1. ∆rG° = ∆rH° - T . ∆rS°              et K = exp (-∆rG°/RT)        AN : K = 1,7 . 101 réaction spontanée

2.3.2. Deux méthodes :

                utiliser la même méthode qu’en 2.3.1.

                Van’t Hoff                                                                           AN : K’ = 2,38 . 10-1 ou 2,66 . 10-1

2.3.3. ∆rH° - T’’ . ∆rS° = 0                  AN : T’’ = 314K

2.4. Si on augmente la température, l’équilibre est déplacé dans le sens endothermique donc ici le sens 2 ( sens indirect).

Si on augmente la pression l’équilibre est déplacé dans le sens à faire diminuer le nombre de molécules de gaz donc ici le sens 1 ( direct).

2.5.1.

 

2 NH3(g)          +     CO2(g)       =    OC(NH2)2(s) +    H2O(l)

NT(gaz)

E.I.

5 mol

2 mol

0

0

7

E.F.

5- 2x

2-x

x

x

7-3x

activités

(5-2x)pT/((7-3x)po)

(2-x)pT/((7-3x)po)

1

1

 

 

K = (7-3x)3po3 / (((5-2x)2(2-x)pT3) avec po = 1 bar

 

2.5.2.       réactif limitant  CO2(g)  donc x = 1,8 mol          

Avec la relation trouvée en  2.5.1. pT = 3,528 bar = (7-3x) RT/V      RT/V = 2,2 usi

Pi = 7 RT/V = 15,4 bar

 

Troisième question:

 

3.1. v(t) = k . [urée]1 . 1 = -d[urée]/dt ici l’activité de l’eau est de 1 ( solvant ).

Donc d[urée]/[urée] = - k . dt                            ln([urée](t)/[urée]o = -k . t

t

0

9600

18220

28600

ln([urée](t)/[urée]o

0

-1,578 . 10-1

-2,984 . 10-1

-4,700 . 10-1

 

Avec la calculatrice on trace ln([urée](t)/[urée]o)  = f(t) et on trouve une droite de coefficient de corrélation proche de 0,9999 donc cela confirme que le modèle utilisé au départ est valide. L’ordre partiel en urée est donc de 1.

 

3.2. la pente de la droite est égale à –k. Donc k = 1,64 . 10-5 min-1.

 

3.3. k1 = A . exp ( -Ea/RT1)  et            k2 = A . exp ( -Ea/RT2) d’où

                Ea = RT1T2/(T1-T2) . ln ( k1/k2)            AN : Ea = 1,29 . 105 J.moL-1

 

3.4.1. nature = enzyme et fonction = catalyseur

3.4.2. Le calcul de A donne 2,98 . 1015 min-1 et avec k3 = A . exp ( -Ea/RT3) on trouve T3 = 3489K. A cette température les réactifs seraient détruits.

 

Quatrième question :

 

4.1. OC(NH2)2 + H2O                           =             CO2 + N2 + 6H+ + 6e-

4.2. BrO- + 2H+ + 2e-                           =             Br- + H2O

4.2. OC(NH2)2 + 3BrO-         ->            CO2 + N2 + 3Br- + 2H2O

 

4.3.1.Diagramme à 10%

    H2CO3             H2CO3/ HCO3-            HCO3-             HCO3-/CO32-               CO32-       pH     0                        5,4                     6,4                               9,3                 11,3                           14

 

A pH = 12,8 seul l’ion carbonate est majoritaire dans la solution.

 

4.3.2. Ka1 = [H3O+].[ HCO3-]/[ H2CO3] ; Ka2 = [H3O+].[ CO32-]/[ HCO3-] ; Ctotale = [ H2CO3] + [ HCO3-] + [CO32-]

 

Donc      [ H2CO3]/ Ctotale . 100 = 1/(1 + Ka1/h + Ka1 . Ka2/h2)

 

                [ HCO3-]/ Ctotale . 100 = 1/(h/Ka1 + 1 + Ka2/h)

 

                [ CO32-]/ Ctotale . 100 = 1/(h2/Ka1Ka2 + h/Ka2 +1)

 

4.3.3.       Volume de N2 = 0,96 mL. Alors n(N2) = 4 . 10-5 mol = n(urée). Donc m = 2,4 . 10-3g et t = 1,2 g . L-1. La patient est atteint d’urémie…….

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