TP Chimie. N° 09

Quantité

de matière.

Correction.

 

   

Programme 2010 : Physique et Chimie

 

I - Détermination de la quantité de matière contenue dans un échantillon de corps pur.

II - Préparation d'un échantillon contenant une quantité de matière donnée.

III - Vérification de la loi de LAVOISIER.

 

Matériel :

Prof 

Morceau de craie (calcaire) – chlorure de sodium – deux balances électroniques

élèves : 

Objet en fer – clou bien décapé – lame de plomb -  morceau de sucre.

Béchers – éprouvette graduée de 25 mL – solution de sulfate de cuivre II.

 I- Détermination de la quantité de matière contenue dans un échantillon de corps pur.

 1)- Notions de bases.

-     Qu’appelle-t-on quantité de matière d’un corps pur ? Comment note–t-on cette grandeur ? quelle est son unité ?  

-  La mole est la réunion d'un nombre déterminé d’entités chimiques toutes identiques.

-  Une quantité de référence a été choisie arbitrairement. Elle est donnée par le Journal officiel du 23 décembre 1975.

-  On note : NA le nombre d’entités dans un paquet. Un tel paquet porte le nom de mole.

La mole est une unité de

 quantité de matière de symbole : mol.

-     Que représente la masse molaire d’une espèce chimique ? Comment la note-t-on ?  

-  La masse molaire d’une espèce chimique est la masse d’une mole de cette espèce chimique.

-  On symbolise la masse molaire par M.

La masse molaire s’exprime en g / mol.

-     Quelle relation existe-t-il entre la quantité de matière, la masse et la masse molaire ?  

-  Écriture symbolique :

Quantité de matière de

l'espèce chimique  considérée A

n (A)  

en mol

Masse molaire

de l'espèce chimique considérée        

M(A)  

en g / mol

Masse

de l'espèce chimique considérée A

m (A) 

en g

Relations :

m (A)n (A) . M (A)

 (1)

ou 

 

n (A)

m (A)

 


    (1')

M (A)

 

2)- Détermination d’une quantité de matière.

-     Les mesures de masse se feront à la balance électronique. 

-     Les mesures de volume de liquide seront faites à l’aide d’une éprouvette graduée. 

-     On veut déterminer la quantité de matière contenue dans un objet en fer, un morceau de craie, une cuillerée de gros sel, une lame de plomb et un morceau de sucre.

RédigerProposer un protocole opératoire.  

Exemple pour du sucre ou du sel en poudre

Pour un objet, il suffit de le poser sur la capsule (ou coupelle)

RédigerReproduire et compléter le tableau suivant :

échantillon

Formule brute

Masse en g

Masse molaire 

en g / mol

Quantité de matière 

en mol

Objet en fer

Fe

 

 

 

Morceau de craie

  CaCO3

 

 

 

Lame de plomb

Pb

 

 

 

Morceau de sucre

  C12H22O11

 

 

 

Gros sel

  NaCl

 

 

 

ʘInformations : rechercher les valeurs des masses molaires dans la classification périodique. 

-     On donne :

-     Le gros sel est du chlorure de sodium : NaCl.

-     La craie du carbonate de calcium Ca CO3.

-     La formule du sucre utilisé : C12H22O11.

Rédiger Indiquer quels sont les corps purs simples (CPS) et les corps purs composés (CPC).  

échantillon

Formule brute

Masse en g

Masse molaire 

en g / mol

Quantité de matière 

en mol

CPS

CPC

Objet en fer

Fe

 8,6

  56

  0,15

x

 

Morceau de craie

  CaCO3

 10,2

 106

  6,6 x 10 –2

 

x

Lame de plomb

Pb

131

  207

0,633

x

 

Morceau de sucre

  C12H22O11

2,4

  342

    7,0 x 10 –3

 

x

Gros sel

  NaCl

9,6

  58,5

  0,16

 

x

 II- Préparation d’un échantillon contenant une quantité de matière donnée.

 1)- En mesurant la masse.

RédigerCalculer la masse molaire de la molécule d'eau.  

-     Masse molaire de la molécule d'eau :

-     M ( H2O) = M (O) + 2 M (H)

-     M ( H2O) 1 x 16,0 + 2 x 1,0

-     M ( H2O) 18 g / mol

Rédiger Proposer un protocole opératoire permettant de verser une mole d’eau dans un bécher. 

Une méthode pour l'eau

Verser jusqu'à ce que la balance affiche 18,0 g

ManipulationRéaliser le protocole proposé.

-     Verser le liquide dans une éprouvette graduée et noter le volume V d’eau correspondant.  

Utilisation d'une éprouvette graduée de 50 mL

Volume d'une mole d'eau : V = 18,0 mL

RédigerEn déduire la masse volumique de l’eau.  

-     Masse volumique de l'eau :

-     masse volumique de l'eau

2)- En mesurant le volume.

-     Déterminer le volume d’acétone V qu’il faut prélever pour obtenir une quantité de matière de 0,30 mol.  

-     On donne : formule brute de l’acétone : C3H6O et sa masse volumique : μ 0,79 g / cm 3  

-     Volume d'acétone :

-     Volume d'acétone

III- Vérification de la loi de Lavoisier.

1)- Peser un bécher contenant une solution de sulfate de cuivre II et un clou bien décapé, placée côte à côte sur le plateau d’une balance.

2)- Mettre le clou dans le bécher.

-     L’équilibre est-il conservé ?

-     Noter les modifications de l’aspect du clou, de la solution.

-     Indiquer avec une phrase la réaction chimique qui se produit.

-     La loi de Lavoisier est-elle vérifiée ? Justifier.