controle N° 07 ac, correction, classe de Seconde

Contrôle N° 07 Chimie

Masses molaires, quantité de matière et nombre de moles.

Solutions aqueuses et concentration.

Correction

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Données :

Masses molaires atomiques :

M (C) = 12,0 g / mol ; M (H) = 1,00 g / mol ;

M (O) = 16,0 g / mol ; M (N) = 14,0 g / mol ;

M (S) = 32,1 g / mol ; M (Mg) = 24,3 g / mol ;

M (Cl) = 35,5 g / mol

Volume molaire :

Dans les conditions normales de température

et de pression (C.N.T.P) :

Vm = 22,4 L / mol.

 

I- Masses molaires, quantités de matière et nombre de moles.

1)- Dans le sang, on trouve différentes substances.

En particulier, lors d’une analyse de sang, on recherche le glucose C6H12O6 et l’urée C6H4N2O.

a)- Calculer les masses molaires de ces molécules.

-  Masse molaire de la molécule de glucose :

- M (C6H12O6) = 6 M (C) + 12 M (H) + 6 M (O)

-  M (C6H12O6) 6 x 12,0 + 12 x 1,00  + 6 x 16,0

-  M (C6H12O6) 180 g / mol

-  Masse molaire de la molécule d’urée :

-  M (C6H4N2O) = 6 M (C) + 4 M (H) + 2 M (N) + M (O)

-  M (C6H4N2O) 6 x 12,0 + 4 x 1,00  + 2 x 14,0+ 1 x 16,0

-  M (C6H4N2O) 120 g / mol

b)- Calculer la quantité de matière contenue dans une masse m = 1,00 g de chacune de ces substances.

-  Quantité de matière de glucose :

-  n = 5,6 E-3 mol

-  Quantité de matière d’urée :

-  n = 8,3 E-3 mol

2)- Le sulfate d’ammonium {(NH4)2SO4} est un composé présent dans les engrais.

a)- Déterminer le nombre de moles d’atomes de chaque élément présent dans une mole de sulfate d’ammonium.

-  Une mole de sulfate d’ammonium contient :

2 moles d’atomes d’azote,

8 moles d’atomes d’hydrogène,

1 mole d’atome de soufre et

4 moles d’atomes d’oxygène.

b)- Déterminer la valeur de la masse molaire de ce composé.

-   Masse molaire du sulfate d’ammonium :

 M [(NH4)2 SO4] 132 g / mol

3)- On remplit un flacon de volume V = 2,00 L de gaz dichlore Cl2 dans les C.N.T.P.

a)- Calculer la quantité de matière  n (Cl2) de dichlore contenu dans le flacon.

-  Quantité de matière de dichlore contenu dans le flacon :

-  n (Cl2) = 8,93 E-2 mol

b)-   Calculer la masse m (Cl2) de dichlore présent dans le flacon.

-  Masse de dichlore présent dans le flacon :

-  m (Cl2) = n (Cl2) . M (Cl2)

-  m (Cl2 8,93 x 10 – 2 x 2 x 35,5

-  m (Cl2 6,34 g

4)- L’acide sulfurique est une substance moléculaire de formule H2SO4.

Dans les C.N.T.P, c’est un liquide incolore, huileux de masse volumique μ ≈ 1,83 g / cm3.

a)- Calculer la masse molaire de l’acide sulfurique.

-  Masse molaire de l’acide sulfurique :

M (H2SO4 98,0 g / mol

b)-   Calculer la quantité de matière d’acide sulfurique prélevée avec une pipette jaugée de 5 mL.

-  Masse d’acide sulfurique prélevée :

-  m = μ .V

-  m 1,83 x 5,00

-  m 9,15 g

-  Quantité de matière correspondante :

-   n = 9,3 E-2 mol

II- Solution aqueuse et concentration.

1)- On pèse une masse m1 = 27,0 g de glucose C6H12O6 dans le but de fabriquer un volume V1 = 100,0 mL d’une solution aqueuse S1 de glucose.

a)- Calculer la quantité de matière n1 de glucose utilisé.

-  Quantité de matière de glucose utilisé :

-  n 1 = 0,15 mol

b)- Indiquer le matériel utilisé pour préparer cette solution.

-  Matériel :

-  Coupelle, balance, entonnoir,

fiole jaugée de 100 ,0 mL,

pipette simple pour ajuster le volume d’eau,

pissette d’eau distillée.

c)- Donner le mode opératoire (On peut faire des schémas).

-  Mode opératoire :

-  On pèse la masse m de soluté au moyen d’une balance.

-  On place le soluté dans un récipient et on utilise la fonction tare de la balance pour lire directement la masse du contenu du récipient.

-  On introduit le solide dans une fiole jaugée de volume V1 = 100 mL en utilisant un entonnoir.

-  On rince le récipient utilisé et l’entonnoir avec une pissette d’eau distillée.

-  L’eau de rinçage doit couler dans la fiole jaugée.

-  On remplit la fiole jaugée environ aux trois quarts avec de l’eau distillée et on agite pour accélérer la dissolution et homogénéiser la solution.

-  On complète avec de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge.

-  On ajuste le niveau avec une pipette simple.

-  On bouche et on agite pour homogénéiser.

-  Schémas :

 

Protocole 

pesée

pesée

fiole jaugée

fiole jaugée + eau distillée

ajustement : trait de jauge

agitation

ajustement trait de jauge

agitation

solution

d)- Calculer la concentration C1 de la solution S1.

-  Concentration de la solution de glucose :

-   C 1 = 1,5 mol

e)- Comment appelle-t-on l’opération réalisée pour préparer la solution S1 ?

-  Nom de l’opération réalisée :

-  L’opération réalisée est une dissolution.

2)- On veut préparer un volume V2 = 200,0 mL d’une solution S2 à partir de la solution S1 telle que : .

a)-   Quel volume V de solution S1 doit-on utiliser ? Justifier la réponse.

-  Volume de S1 nécessaire :

dilution

-  La quantité de matière n1 de glucose 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 :

n1 = C1.V (1)

-  la quantité de matière de soluté présente dans la solution fille :

n2 = C2.V2 (2)

-  Conséquence :

-   V = 20 mL

b)- Indiquer le matériel utilisé et le mode opératoire.

-  Matériel :

-  Bécher, pipette jaugée de 20,0 mL, fiole jaugée de 200,0 mL,

pissette d’eau distillée, pipette simple.

-  Mode opératoire :

-  On verse un peu de solution mère dans un bécher

(on ne pipette jamais dans le récipient qui contient la solution mère).

-  On prélève le volume V = 20 mL à l’aide d’une pipette jaugée munie de sa propipette.

-  On verse le volume V = 20 mL dans une fiole jaugée de 200 mL.

-  On remplit la fiole jaugée environ aux trois quarts avec de l’eau distillée.

On mélange.

-  On complète avec de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge.

-  On ajuste le niveau avec une pipette simple.

-  On bouche et on agite pour homogénéiser.

Première étape :

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..

schéma 01

On ne pipette jamais

 directement dans

le flacon qui contient

la solution Mère

schéma 02

schéma 03

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.

schéma 04 a

schéma 04 b

schéma 05

schéma 06

c)- Comment appelle-t-on l’opération réalisée pour préparer la solution S2 ?

-  Nom de l’opération réalisée :

-  On a effectué une dilution.

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