La base conjuguée s'obtient en retirant un ion $\mathrm{H}{}^{+}$ à l'acide : $\mathrm{HCO}{}_3{}^{-}$ perd l'hydrogène de son groupe $-\mathrm{OH}$.

Une espèce amphotère est à la fois l'acide d'un couple et la base d'un autre couple.

• Dans le couple $\mathrm{CO}{}_2(\mathrm{aq})/\mathrm{HCO}{}_3{}^{-}(\mathrm{aq})$, l'ion $\mathrm{HCO}{}_3{}^{-}$ est la base : il peut capter un ion $\mathrm{H}{}^{+}$.
• Dans le couple $\mathrm{HCO}{}_3{}^{-}(\mathrm{aq})/\mathrm{CO}{}_3{}^{2-}(\mathrm{aq})$, l'ion $\mathrm{HCO}{}_3{}^{-}$ est l'acide : il peut céder un ion $\mathrm{H}{}^{+}$.

Pour un couple, l'acide prédomine si $\mathrm{pH}<\mathrm{p}{K}_A$ et la base prédomine si $\mathrm{pH}>\mathrm{p}{K}_A$.

On place les deux $\mathrm{p}{K}_A$ sur un axe gradué en pH :

Le pH de la solution $S_1$ vaut $9,0$ et $6,4<9,0<10,3$.

Cette valeur se situe dans le domaine de prédominance de $\mathrm{HCO}{}_3{}^{-}$.

Le pourcentage massique donne : $m_f=\frac{0,22}{100}\times m_{\text{pastille}}$

$$m_f=\frac{0,22}{100}\times 2,64=5,8\times 10^{-3}\text{g}$$

L'ion $\mathrm{HCO}{}_3{}^{-}$ est titré par un acide : il réagit en tant que base du couple $\mathrm{CO}{}_2/\mathrm{HCO}{}_3{}^{-}$ avec l'acide $\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}$ du couple $\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}/\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$.

À l'équivalence, le pH varie brusquement : la courbe dérivée $\frac{\mathrm{d}\mathrm{pH}}{\mathrm{d}V}$ passe par un extremum. Le pH diminue au cours du titrage, la dérivée est négative : l'extremum est ici un minimum.

On trace la verticale passant par ce minimum et on lit son abscisse sur l'axe des volumes.

À l'équivalence, les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques de la réaction de titrage (une mole de $\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}$ pour une mole de $\mathrm{HCO}{}_3{}^{-}$) :

$$n_1=n_E(\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+})=c_A\times V_E$$

$$n_1=0,50\times 10^{-2}\times 12,0\times 10^{-3}=6,0\times 10^{-5}\text{mol}$$

La pastille entière est dissoute dans $V_0=100$ mL, mais on ne titre que $V_1=50,0$ mL de cette solution. La quantité d'ions dans la pastille est donc :

$$n_{\text{pastille}}=n_1\times \frac{V_0}{V_1}=6,0\times 10^{-5}\times \frac{100}{50,0}=1,2\times 10^{-4}\text{mol}$$

La masse correspondante est $m_{\text{exp}}=n_{\text{pastille}}\times M(\mathrm{HCO}{}_3{}^{-})$ :

$$m_{\text{exp}}=1,2\times 10^{-4}\times 61,0=7,3\times 10^{-3}\text{g}$$

Incertitude-type sur $m_{\text{exp}}$ :

$$u(m_{\text{exp}})=7,3\times 10^{-3}\times \sqrt{{\left(\frac{0,01\times 10^{-2}}{0,50\times 10^{-2}}\right)}^2+{\left(\frac{0,2}{12,0}\right)}^2}=1,9\times 10^{-4}\text{g}$$

Quotient $z$, avec $m_f$ pour valeur de référence :

$$z=\frac{\left|m_{\text{exp}}-m_f\right|}{u(m_{\text{exp}})}=\frac{\left|7,3\times 10^{-3}-5,8\times 10^{-3}\right|}{1,9\times 10^{-4}}=7,9$$

La masse mesurée est supérieure à la masse attendue : $m_{\text{exp}}>m_f$.

Les agents d'enrobage contiennent des ions carboxylate $\mathrm{RCOO}{}^{-}$. Ce sont des bases (couple $\mathrm{RCOOH}/\mathrm{RCOO}{}^{-}$) : ils réagissent eux aussi avec les ions $\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}$ de la solution titrante.

L'hypothèse « les seuls ions titrés sont les ions hydrogénocarbonate » n'est donc pas vérifiée : le volume $V_E$ correspond au titrage de toutes les bases présentes.

Un indicateur coloré est adapté si sa zone de virage contient le pH à l'équivalence.

Ici ${\mathrm{pH}}_E=4,3$ : seule la zone de virage du vert de bromocrésol, $3,8-5,4$, contient cette valeur.

Avant l'équivalence, la solution titrée a un pH supérieur à $5,4$ : l'indicateur est sous sa forme basique, bleue. Après l'équivalence, le pH est inférieur à $3,8$ : il est sous sa forme acide, jaune.

On retient la masse $m_f$ déduite des données du fabricant, la valeur $m_{\text{exp}}$ étant surestimée (Q11).

Même quantité d'ions, donc même masse : $c_{me}=\frac{m_f}{V_{\text{Vichy}}}$, soit $V_{\text{Vichy}}=\frac{m_f}{c_{me}}$

$$V_{\text{Vichy}}=\frac{5,8}{4,37\times 10^3}=1,3\times 10^{-3}\text{L}$$

Ce volume est très faible, bien moins qu'une gorgée : une pastille apporte très peu d'ions hydrogénocarbonate. Un verre de $200$ mL d'eau de Vichy en apporte autant qu'environ $150$ pastilles.

Lors d'une hydrodistillation, les vapeurs formées dans le ballon chauffé sont condensées dans un réfrigérant incliné, puis le liquide obtenu (le distillat) est recueilli dans un récipient séparé.

Le montage B comporte un ballon chauffé, un thermomètre en tête de colonne, un réfrigérant droit incliné et un erlenmeyer de récupération.

Le montage A est un chauffage à reflux : le réfrigérant est vertical, les vapeurs condensées retombent dans le ballon, on ne recueille rien.

Un solvant d'extraction doit remplir deux conditions, toutes deux vérifiées ici d'après la figure 6 :

• l'espèce à extraire doit y être plus soluble que dans le solvant de départ : la solubilité de la phase huileuse odorante est très forte dans le dichlorométhane, alors qu'elle est très faible dans l'eau salée ;
• il ne doit pas être miscible avec le solvant de départ : la solubilité du dichlorométhane dans l'eau et dans l'eau salée est quasi nulle, on obtient deux phases que l'on sépare dans l'ampoule à décanter.

Sur le chromatogramme, le dépôt 1 (phase organique extraite) donne deux taches : il contient au moins deux espèces chimiques.

Ces deux taches sont à la même hauteur que les deux taches du dépôt 2 (huile essentielle de menthe verte) : elles ont le même rapport frontal, sur la même plaque et avec le même éluant.

Les deux dépôts contiennent donc vraisemblablement les mêmes espèces chimiques.

Un groupe hydroxyle est un groupe $-\mathrm{OH}$ lié à un atome de carbone.

On compte sur la figure 9 : quatre groupes $-\mathrm{OH}$ sur le cycle de gauche (à six atomes, en comptant celui du $-\mathrm{CH}{}_2\mathrm{OH}$) et quatre groupes $-\mathrm{OH}$ sur le cycle de droite (à cinq atomes).

Masse volumique de la boisson :

$$\rho =\frac{m_{\text{boisson}}}{V_{\text{boisson}}}=\frac{276,8}{268,0}=1,033\text{g}\cdot {\text{mL}}^{-1}$$

Concentration en masse de saccharose : on reporte $\rho =1,033\text{g}\cdot {\text{mL}}^{-1}$ sur la droite d'étalonnage de la figure 10 et on lit l'abscisse : $c\approx 96\text{g}\cdot {\text{L}}^{-1}$.

Masse de sucre dans 100 mL :

$$m=c\times V=96\times 0,100=9,6\text{g}$$

Comparaison : l'écart relatif avec la valeur annoncée est $\frac{9,6-9,5}{9,5}\approx 1\%$, inférieur à la précision de la lecture graphique (environ $2\text{g}\cdot {\text{L}}^{-1}$, soit $0,2$ g pour $100$ mL).