|
TP Chimie N° 02 |
Préparation de solutions. Correction. |
|
 |
|
Matériel : |
deux balances électroniques, béchers, coupelle ou verre de montre, fiole jaugée de 250 mL ou 100 mL, pipette jaugée de 10 mL et 20 mL, entonnoir, pipette simple, pissette d’eau distillée. |
|
solution de chlorure de fer III de concentration C, alcool à brûler, chlorure de sodium solide. |
|
I- But Préparer des solutions par dissolution.
|
|
Données |
Na |
O |
C |
H |
S |
Cu |
Fe |
Cl |
|
Masses
molaires g
/ mol |
23,0 |
16,0 |
12,0 |
1,00 |
32,1 |
63,5 |
55,8 |
35,5 |
Préparer des solutions par dissolution d’un solide ou par dilution d’une solution.
II- Par dissolution d’un composé ionique solide.
1)- Expérience.
Prélever à l’aide d’une spatule un peu de chlorure de
sodium.
- Peser en utilisant une balance électronique et une coupelle ou un verre de montre.
- Noter sa masse m1 =
- introduire le solide dans une fiole jaugée de volume V = 250 mL.
- rincer le récipient utilisé et avec une pissette d’eau distillée.
- L’eau de rinçage doit couler dans la fiole jaugée.
- remplir la fiole jaugée environ aux ¾ avec de l’eau distillée.
- agiter pour accélérer la dissolution et homogénéiser la solution.
- compléter avec de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge.
- Ajuster au trait de jauge avec une pissette d’eau distillée.
- boucher et agiter
pour homogénéiser. On obtient la solution
1.
2)- Compte-rendu.
Schématiser les opérations nécessaires à la préparation de
la solution 1
en indiquant toute la verrerie utilisée.
|
à l’aide d’une balance électronique, on détermine la valeur de la masse de soluté |
Deuxième étape : on verse le soluté dans la fiole jaugée de volume approprié |
Troisième étape : On ajoute de l’eau distillée aux ¾ de la graduation. |
|
|
|
|
|
Quatrième étape : on agite pour dissoudre, mélanger et homogénéiser |
Cinquième étape : On complète avec une pissette d’eau distillée jusqu’au trait de jauge. |
Sixième étape : on agite pour homogénéiser. La solution est prête. |
|
|
|
|
- Calculer le titre massique tm et la concentration molaire C de la solution 1.
|
- Titre massique de la solution :
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
- Concentration molaire de la solution de chlorure de sodium :
- M(NaCl)
= - m (S) = n (S) . M (NaCl) et
- En combinant ces deux relations :
|
- Indiquer les espèces chimiques présentes dans la
solution
1.
|
- Si le solide est du chlorure de sodium, la solution contient des ions chlorure et des ions sodium. - Si le solide est du chlorure de fer III. - La solution contient des ions chlorure et des ions fer III. |
- Écrire l’équation simplifiée de la réaction
de dissolution du chlorure de sodium dans l’eau.
|
- Solution de chlorure de sodium :
-
NaCl
(s)
→
Na
+
(aq) +
Cl
– (aq) |
- En déduire la concentration molaire des ions présents
dans la solution.
|
- Solution de chlorure de sodium : - La solution contient autant d’ions chlorure que d’ions sodium :
- C(s)
= [
Na
+
]
= [
Cl –
] ≈
8,27
x
10 – 2 mol /
L |
III- Par dilution d’un liquide.
1)- Expérience.
Mesurer la masse
m 2 d’une fiole
jaugée de 100 mL vide.
Prélever V0 =10,0 mL d’alcool à brûler commercial avec une pipette
jaugée munie de sa propipette.
Les introduire dans la fiole jaugée de 100 mL.
Ajouter de l’eau distillée aux ¾, homogénéiser, puis ajuster au
trait de jauge avec une pissette d’eau distillée.
Boucher et agiter doucement pour homogénéiser. On obtient la
solution
2.
- Mesurer la masse m3 de la fiole pleine.
- L’alcool à brûler commercial contient principalement de l’éthanol.
- L’indication 90 ° signifie que l’alcool à brûler commercial contient 90 % en volume d’éthanol.
- Ce n’est pas un corps pur, c’est un mélange d’éthanol et d’eau.
|
Les pesées |
|
|
|
|
a)- Déterminer le titre massique de la solution 2 sachant que la masse volumique de l’éthanol est μ = 0,79 g / mL.
|
- Volume V d’alcool pur utilisé : pourcentage en volume 90 %
- Masse m(s) d’alcool pur utilisé :
- Titre t(s) massique de la solution :
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
b)- Quelles sont les espèces présentes dans la solution commerciale et dans la solution 2 ?
|
- Espèces présentes dans la solution : - Éthanol CH3CH2OH, méthanol CH3OH, eau H2O, et du diiode pour dénaturer l’alcool. - Les solutions contiennent les mêmes espèces chimiques. |
c)- Déterminer la valeur de la masse volumique de la solution 2.
|
- Masse de la solution 2 : - m = m1 – m2 => m = 160,83 – 62,27
- m
≈ - Masse volumique de la solution 2.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
IV- Par dilution d’une solution mère.
1)- Expérience.
On dispose d’une solution mère de chlorure de fer
III
de concentration CM.
On souhaite préparer par dilution, un volume
VF =100
mL d’une solution fille de concentration
appelée
solution
3.
Quel volume
VM
de solution mère faut-il prélever ?
|
- On doit effectuer une dilution car la concentration molaire du soluté diminue. - Lors d’une dilution, la concentration molaire du soluté diminue, mais sa quantité de matière ne change pas. - On dit qu’au cours d’une dilution, la quantité de matière de soluté se conserve. - La solution de départ est appelée la solution mère et la solution diluée est appelée la solution fille.
- si A représente l’espèce présente dans la solution. - La quantité de matière nA de cette espèce est la même dans la solution mère et dans la solution fille. - Il y a conservation de la quantité de matière de soluté : - la quantité de matière de soluté présente dans la solution mère : nM = CM . VM (1) - la quantité de matière de soluté présente dans la solution fille : nF = CF . VF (2) - Conséquence : CM . VM = CF . VF avec obligatoirement : VM < VF |
||||||||||||||||||||
Effectuer la préparation de la
solution
3.
|
|
On ne pipette jamais dans le récipient qui contient la solution mère |
2)- Compte-rendu.
Schématiser les opérations nécessaires à la préparation de
la solution 3
en indiquant toute la verrerie utilisée.
|
- Détermination du volume de solution mère nécessaire : - De la relation (3), on tire :
- Si la solution Mère a une concentration CM = 0,10 mol / L, |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Verser suffisamment de solution Mère dans un bécher |
Deuxième étape : On prélève le volume nécessaire de solution Mère à l’aide d’une pipette jaugée munie de sa propipette |
Troisième étape : On verse le volume nécessaire de solution dans la fiole jaugée de volume approprié.. |
|
On ne pipette jamais directement dans le flacon qui contient
la solution
Mère |
|
|
|
Quatrième étape : On ajoute de l’eau distillée et on agite mélanger et homogénéiser |
Cinquième étape : On complète avec une pissette d’eau distillée jusqu’au trait de jauge. |
Sixième étape : on agite pour homogénéiser. La solution est prête. |
|
|
|
|
a)- Déterminer la valeur du titre massique de la solution 3.
|
Titre massique de la solution 3. - tm = CF . M - tm ≈ 0,010 x 162 - tm
≈
|
b)- Quelles sont les espèces présentes dans la solution mère et dans la solution fille ?
|
- La solution mère et la solution fille contiennent les mêmes espèces chimiques : - Des ions chlorure, des ions fer III et des molécules d’eau (solvant). |
c)- Pour préparer la solution mère, on a utilisé du chlorure de fer III pentahydraté de formule : (FeCl3, 5 H2O).
- C’est un solide ionique.
- Quelle masse m de chlorure de fer III pentahydraté faut-il peser pour préparer 250 mL de solution mère ?
- On donne la concentration de la solution mère : CM = 0,10 mol / L.
|
- Masse de chlorure de fer nécessaire :
- Avec :
m
= n
. M
et n
= C
. V
- m
= C
. V
. M - m ≈ 0,10 x 0.250 x (162 + 5 x 18) - m
≈
|
d)- Écrire l’équation de la réaction de dissolution.
- En déduire la concentration molaire des ions présents dans la solution.
- Comparer la (les) valeur (s) trouvée (s) à celle de la concentration de la solution mère.
- Conclusion.
|
- Réaction de dissolution :
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
V- Matériel et verrerie utilisés en chimie.
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
 |
|
 |
 |
Burette Graduée (Burette de Mohr) |
