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Concours commun Médecine, Pharmacie et Médecine Dentaire — Chimie
pH d'un acide faible: formule directe
Le calcul du pH d'un acide faible est l'un des calculs les plus testés en chimie au concours. La formule approchée est valable quand le taux d'avancement est inférieur à 20%.
Acide acétique C = 0.1 mol/L, pKa = 4.75. pH = (4.75 + 1) / 2 = 2.875 ≈ 2.88 Vérif: C/Ka = 0.1/10⁻⁴·⁷⁵ = 562 >> 100 ✓
Utiliser pH = -log(C) (formule acide fort) pour un acide faible. FAUX: pH acide faible > pH acide fort de même concentration. Toujours distinguer acide fort (dissociation totale) et faible (partielle).
Formule express: pH = (pKa + pC)/2, avec pC = -log(C). Mémo: 'pH faible = moyenne de pKa et pC'. Rapide à calculer sous pression.
Taux d'estérification: calcul et facteurs d'optimisation
Le taux d'estérification mesure la conversion à l'équilibre. En conditions équimolaires, il ne dépasse jamais 67%. Connaître les leviers d'optimisation est systématiquement testé.
1 mol acide + 1 mol alcool → 0.67 mol ester à l'équilibre. τ = 67%. Si 2 mol alcool + 1 mol acide: équilibre déplacé vers produits → τ > 67%.
Penser que la limite de 67% est due à la cinétique (réaction pas terminée). FAUX: 67% est la limite THERMODYNAMIQUE de l'équilibre, même si on attend des années. Pour dépasser: modifier les conditions.
2/3 = plafond équimolaire. Pour dépasser: 'Exces d'un réactif OU Éliminer un produit'. Mémo: '2/3 c'est le max en conditions égales'.
Quotient réactionnel Qr vs Kc: sens de la réaction
La comparaison de Qr avec Kc permet de prédire le sens d'évolution d'un système. Ce raisonnement est testé directement dans les QCM numériques.
Q 2024-2025: Qr = 0.05 et Kc = 0.5. 'La réaction évolue dans le sens inverse' → FAUSSE. Qr < Kc → sens DIRECT.
Inverser le raisonnement: Qr < Kc → sens DIRECT (pas inverse). Si Qr est 'insuffisant' par rapport à Kc, la réaction va vers les produits pour rattraper.
Qr < Kc → manque de produits → réaction directe. Qr > Kc → trop de produits → réaction inverse. Mémo: Q < K → direct. Q > K → inverse.
Taux d'avancement d'un acide faible
Le taux d'avancement τ mesure le degré de dissociation de l'acide faible. Il est toujours entre 0 et 1, et augmente quand la concentration diminue (effet de dilution).
CH₃COOH C = 0.1 mol/L, pKa = 4.75 → Ka = 10⁻⁴·⁷⁵. τ = √(10⁻⁴·⁷⁵ / 0.1) ≈ 0.013 = 1.3% 1.3% < 20% → approximation valide ✓
Calculer τ et trouver τ > 1 ou τ > 20% sans s'en inquiéter. τ > 1 est impossible physiquement. τ > 20% invalide l'approximation → résoudre le 2nd degré.
Diluer = ioniser davantage. Si C diminue → τ augmente. Mémo: 'plus dilué = plus dissocié'. Toujours vérifier τ < 20% après le calcul pour valider l'approximation.