Contrôle N° 07 Chimie

Masses molaires, quantité de matière et nombre de moles.

Solutions aqueuses et concentration.

Correction

Énoncé

 

 

           

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 :

-  

-  Quantité de matière d’urée :

-  

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 :

-  

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 :

-   

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 :

-  

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 

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

-  Concentration de la solution de glucose :

-   

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 :

-  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 :

-   

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..

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.

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

-  Nom de l’opération réalisée :

-  On a effectué une dilution.