Corrigé

DEcHrMrE
ElEuenrs FoNDAMENTAUX
C
TESTFACULTATIF
2006'20f)7
| 5 d6cembre2006
connrcE
Section:
n Chimie
fl
Pharmacie I
Enseignementn
forensiques
Sciences
. Les r6ponsesseront inscritesdans les cadres pr6vus i cet effet. Ellesdevront donner
d'indicationspour que le correcteur puisseappr6cierle raisonnementqui
suffisamment
a permisde les obtenir.
. Les r6sultats
num6riques
devront 6tre donn6savecleurs unit6s de mesure.
. La dur6e globalede I'r-ipreuve
est de 45 minutes.
. En dehors du mat6riel d'6criture et de feuillesde brouillon vierges,seul I'usaged'un
formulaire
de 2 c6t6s de pages A4 au maximum et d'une calculatrice
scientifique est autoris6.
Probldme1
A 25'C, l'entropiestandardde la r6action:
3 FerO, (s) +
2 FerOo(s) * t/r Or (S)
e s t / S , o = + 1 2 5 , 4 J ' m o l -'1K 1 .
Dans les m6mes conditions,les enthalpiesstandardde formation des deux oxydes
ferrique et magn6tique sont respectivement /Hr' (FerOr) = - 821,4 kJ. mol-1 et
/ H i ( F e , O o=) - 1 1 1 6 , 0k J ' m o l - 1 .
a) A partir de ces donn6es, d6terminer lequel de ces deux oxydes est
thermodynamiquement
stablei 25"C et sousune pressionde O, pur de 1 atm.
Une rd,oefion chimigue, ne.peul droluer sPo/rtghd'
ment qve vers le compsd bplvs sfoble. . /e. crildne
de, sponfc.rr;iE d'une lransbrmahonesl 4F < O,
7t faut donc calcoler /a valeur Aq? de tbntho/eie
li bre de lo reacfion dans les ondihons sbnclord '
Ac,f=A-!i.- T , A S 7
As; etTsont connus; /€S/e a; de'fermine, AH;
-7-
Loi de Hess :
= tn; tniQrodvil-); AHTo
i
.
)r'
AH7(rccrctif
{t r,i
,
AHo.= 2.AH|(rerory+f durL{oz)-s
auiFeros)
= Z F 1 4 l 6 % f , . r n o L t+)
= +23i-,2 PzJ- rnOl-t
o
- 3 ( - S 1 t , r ft t . J . m o L - t )
AGor
7 + 49r{,8 q.f, ' rnoL-I
Lo relor-hion cle cor'veTsion de FerO3 en Fe3O+ n'esh po's
Lq reio.c-hion inversqpot
spontqnde..
conFre, I'est .
u'ox r.1de Ferr i a Vg FezO g 5! thel' rFod qlem rq uernen|
G\",Effitelb)
Sachantque FerOr, l'oxyde ferrique, est le principalconstituantde la rouille, cela vous
parait-il logique ?Justifiervotre r6ponse.
Lo. rouiLLe est Ueitop'e ,oLbirr'e: dq.ns lo htonsFor mq.tton sponto.r\ee du'Fer en prdsence ct'oxqg€ne. . at esb
done logique. qu'e[Le c,onhienne, I'oxqde Fdzo3 te plurS
sbab\9 the.rrnodq norn i quernenh .
Probldme 2
L'h6moglobineHb, responsabledu transport de I'oxygdnemol6culaireO, au sein de
l'organisme, peut fixer un proton H* pour donner HbH*. La fixation de I'oxygdne
mol6culairesur I'h6moglobinepour en assurerle transport peut 6tre sch6matis6e
par la
r6action :
HbH- (aq) + O, (g) =
a)
HbO, (aq) + H. (aq)
Au niveau des poumons, l'h6moglobineest d raison de 96 % sous la forme HbO2.
Calculerla constanted'6quilibrede la r6actionci-dessussachantque le pH du sangest
6gald 7,4 et que I'air, consid6r6i une pressionde 1 atm, contient 70 % d'oxygdneO, et
80 Y" d'azote Nr. Les coefficientsd'activit6 des espdcesHbO, et HbH* dans le sangsont
respectivement
de y(HbO) = 1 |' mol-1et 7 (HbH') = 0,92l. mol-1.
Lq consgsnhe d'dquili bre Fhermodqnornique,
S ecri b d ct'nS ce cors i
|(:
a(Hboz).o.(Flt)
o(HbH+).o-(oz)
-3-
Lo. donnee
t
t
pregise
Il en de coule
-
_ o (Huoz)
t
-
-
a (HbHi)
^r{
t Hbo2l
qug
EHbo2f t EHbH+f
= O.Q6
EHbOzf,_ o.q6
EHbH+f,
= e 6 = l Zq
4-o,q6 T=
t*ooll' f 11ll3}= zq.4 =
z6.oe
[HbH+] [tHbHr)
o,qz
o(rt*) = .lO-r' = l d l ' ' t = 3 9 8 . r d 8
(Oz) . Ptot
o,Zo . .lo.trn = o,2o
o.to2) : iig-) = X
=
'{obm
Po
PO
6
s.4q .ld6
o,Zo
b)
Quel serait le taux d'h6moglobinesous la forme HbO, si la pressionpartielled'oxygdne
devait s'abaisserd une valeur P(OJ = 0.06 atm et que le pH et les valeurs des
coefficientsd'activit6 7 restaient inchang6s?
( =
o, (Hbo2)
6( H+)
o.(ubn+) o(oz)
+
EHbo2f
atH+)
fHbHrl o,qz o[o2)
P(oz)/,Po
EHbozl =
o.qz.r(.o!ot) = o.qz.n.
o (H+)
t HuHtf,
,to-Pn
0.06
-A
= o,Q2. 5 r l q ' t O - - 1 --
3p8'4o
=?,2o
Soit x le to.r.rx d't'reimogtobine sous fotme, HbO2.
ono, olors :
[HbOzf, _
= ltZ
L HbH+l
4-x
=) f,,=
412
= o,BB ( 88o/o)
4+412
-4-
Probldme 3
En phase gazeuse,le m6thane CHo r6agit avec le c6tdne CH2CO pour former la
propanone(ac6tone)selonla r6action:
cHoG) + cHzco (g) ?2 cH'cocH, (g)
on obtient
A partir d'un m6langeinitial d'une mol de m6thaneet d'une mol de crStdne,
=
0,986mol de propanonei f 400 K et sous une pressiontotale i l'6quilibrede 1 atm.
CalculerK, i 400 K.
On peot dess )ner le lableau dtavahcemenl suivo.nt':
,
Compose
cHq
CH2CO
h ini l-io,L
4
.l
n e i q r i l i b r e ' A -o , q g 6
, l- o , q 8 6
CHgCOCH3
o
O rQ85
Le nombre, |oboL de moL de,ga:z d. r'd4uilibre
e s b h t = 4 - o , q 8 6 + . , 1- o , q 8 6 + o , q 8 e l = ) , o . f r { m o L
Lo, c.ons[onbe d'dqrilibre. Kp s'exprime en foncblon des pte.ssrohs portiglles de chague g1z;
Kp -_
Pcusro"ns
Palrco
fci Pt = .lAfm
Prr,
n;
avec Pour ehagueSaztfr; -=;4 ' ' Inr
=2 K P =
o,q86/-l,o,l4 o,qg6 . t,o14
/ o,olt4 \2
rmt
K P = 5 , , 1 ', l 0 3
Fin de l'6preuve
(o,olq ) z