2.Feuille d'exercices

2.Eac3 : Préparation d'une solution à partir d'un solide

A partir d'un soluté solide, on souhaite préparer une solution de concentration \(C_m = \pu{6,5 g*L-1}\).

1 Calculer la masse de soluté qu'il faut peser pour préparer un volume \(V = \pu{500 mL}\) de solution.

2 Lister le matériel nécessaire à cette préparation.

3 Donner les étapes du protocole permettant cette préparation.

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1

On a \(C = \dfrac{m_{soluté}}{V_{solution}}\)

D'où \(m_{solution} = C × V_{solution}\)

Ici \(C = C_m = \pu{6,5 g*L-1}\)

Et \(V_{solution} = \pu{500 mL} = \pu{0,500 L}\)

D'où \(\begin{aligned}[t] m_{solution} &= \pu{6,5 g*L-1} × \pu{0,500 L} \\ &= \pu{3,25 g} \end{aligned}\)

2

Pour cette préparation il faut :

  • - une balance avec une coupelle de pesée
  • - une fiole jaugée de 500 mL
  • - une pissette d'eau distillée

3

Protocole :

  • Prélever \(\pu{3,25 g}\) de soluté à l'aide d'une balance.
  • Transvaser le soluté dans une fiole jaugée de \(\pu{500 mL}\).
  • Ajouter de l'eau distillée jusqu'au 2/3 de la fiole.
  • Agiter jusqu'à dissolution complète du soluté.
  • Ajouter de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge.
  • Homogénéiser la solution obtenue.

2.Eac4 : Préparation d'une solution à partir d'une autre solution

On dispose d'une solution mère de concentration en masse \(C_0 = \pu{50,0 g*L-1}\).

On souhaite préparer \(V_f = \pu{200,0 mL}\) de solution fille de concentration \(C_f = \pu{2,5 g*L-1}\)

1 Donner le nom de cette technique de préparation d'une solution.

2 Calculer le volume \(V_0\) de solution mère qu'il faut prélever.

3 Donner les étapes du protocole permettant la préparation de la solution fille.

4 Calculer le facteur de dilution.

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1

Cette technique est un dilution.

2

On a \(C_0 × V_0 = C_f × V_f\)

D'où \(\begin{aligned}[t] V_0 &= \dfrac{C_f × V_f}{C_0} \\ &= \dfrac{(\pu{2,5 g*L-1}) × (\pu{200,0 mL})}{(\pu{50,0 g*L-1})} \\ &= \pu{10 mL} \end{aligned}\)

3

Protocole :

  • Prélever \(\pu{10,0 mL}\) de solution mère à l'aide d'une pipette jaugée de \(\pu{10,0 mL}\).
  • Transvaser dans une fiole jaugée de \(\pu{200,0 mL}\).
  • Ajouter de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge.
  • Homogénéiser la solution obtenue.

4

Le facteur de dilution est \(\dfrac{V_f}{V_m}\) ou \(\dfrac{C_m}{C_f}\)

Soit ici \(\dfrac{V_f}{V_m} = \dfrac{200,0}{10,0} = 20\)

Mais également \(\dfrac{C_m}{C_f} = \dfrac{\pu{50,0 g*L-1}}{\pu{2,5 g*L-1}} = 20\)

2.Eac5 : Préparation d'une solution

On prélève un volume \(V_1 = \pu{20,0 mL}\) d'une solution S1 de concentration \(C_1 = \pu{2,0 g*L-1}\) que l'on complète avec de l'eau distillée pour former \(V_2 = \pu{100,0 mL}\) d'une solution S2.

1 Indiquer si la concentration de la solution S2 est plus petite ou plus grande que la concentration de la solution S1.

2 Lister le matériel qu'il faut utiliser pour faire des manipulations précises.

4 Calculer la concentration \(C_2\) de la solution S2.

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1

La solution S2 est moins concentrée que la solution S1 car de l'eau distillée a été ajoutée à S1 pour former S2.

2

Le prélèvement de \(\pu{20,0 mL}\) se fait à l'aide d'une pipette jaugée de \(\pu{20 mL}\) et d'une propipette.

La préparation des \(\pu{100,0 mL}\) se fait dans une fiole jaugée de \(\pu{100 mL}\).

3

On a \(C_1 × V_1 = C_2 × V_2\)

D'où \(\begin{aligned}[t] C_2 &= \dfrac{C_1 × V_1}{V_2} \\ &= \dfrac{(\pu{2,0 g*L-1}) × (\pu{20,0 mL})}{(\pu{100,0 mL})} \\ &= \pu{0,40 g*L-1} \end{aligned}\)

2.E1 : Préparation d'une solution

On dispose de sel solide et d'une solution d'eau salée de concentration \(C_0 = \pu{9,0 g*L-1}\).

  Proposer deux façons de préparer \(\pu{50 mL}\) d'une solution d'eau salée de concentration \(\pu{3,6 g*L-1}\).

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Méthode de préparation par dissolution du sel solide

• Calcul de la masse de sel solide à prélever

\(C = \dfrac{m_{soluté}}{V_{solution}}\)

Soit \(m_{soluté} = C × V_{soilution}\)

Ici \(V_{solution} = \pu{50 mL} = \pu{0,050 L}\)

Et la concentration est celle de la solution à préparer, c'est-à-dire \(C = \pu{3,6 g*L-1}\)

D'où \(\begin{aligned}[t] m_{soluté} &= (\pu{3,6 g*L-1}) × (\pu{0,050 L}) \\ &= \pu{0,18 g} \end{aligned}\)

• Protocole :

  • Prélever \(\pu{0,18 g}\) de soluté à l'aide d'une balance.
  • Transvaser le soluté dans une fiole jaugée de \(\pu{50 mL}\).
  • Ajouter de l'eau distillée jusqu'au 2/3 de la fiole.
  • Agiter jusqu'à dissolution complète du soluté.
  • Ajouter de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge.
  • Homogénéiser la solution obtenue.

Méthode de préparation par dilution de la solution disponible

• Repérage des grandeurs

\(C_{mère} = \pu{9,0 g*L-1}\)

\(C_{fille} = \pu{3,6 g*L-1}\)

\(V_{mère} = ???\)

\(V_{fille} = \pu{50 mL}\)

• Calcul de \(V_{mère}\)

On a \(C_{mère} × V_{mère} = C_{fille} × V_{fille}\)

D'où \(\begin{aligned}[t] V_{mère} &= \dfrac{C_{fille} × V_{fille}}{C_{mère}} \\ &= \dfrac{(\pu{3,6 g*L-1}) × (\pu{50 mL})}{(\pu{9,0 g*L-1})} \\ &= \pu{20,0 mL} \end{aligned}\)

• Protocole :

  • Prélever \(\pu{20,0 mL}\) de solution mère à l'aide d'une pipette jaugée de \(\pu{20,0 mL}\).
  • Transvaser dans une fiole jaugée de \(\pu{50,0 mL}\).
  • Ajouter de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge.
  • Homogénéiser la solution obtenue.

2.E3 : Préparation d'une solution

On transvase un volume \(V_1 = \pu{10,0 mL}\) d'une solution d'iodure de potassium de concentration \(C_1 = \pu{2,0 g*L-1}\) dans une fiole jaugée de volume \(V_2 = \pu{25,0 mL}\) et on complète avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge.

  Déterminer la concentration de la solution préparée.

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Dans cet exercice il est question d'une préparation de solution par dilution.

• Repérage des grandeurs

\(C_{mère} = C_1 = \pu{9,0 g*L-1}\)

\(C_{fille} = ???\)

\(V_{mère} = V_1 = \pu{10,0 mL}\)

\(V_{fille} = V_2 = \pu{25,0 mL}\)

• Calcul de \(C_{fille}\)

On a \(C_{mère} × V_{mère} = C_{fille} × V_{fille}\)

Soit \(C_1 × V_1 = C_{fille} × V_2\)

Donc \(\begin{aligned}[t] C_{fille} &= \dfrac{C_1 × V_1}{V_2} \\ &= \dfrac{(\pu{9,0 g*L-1}) × (\pu{10,0 mL})}{\pu{25,0 mL}} \\ &= \pu{3,6 g*L-1} \end{aligned}\)

2.E4 : Préparation d'une solution

On dispose de \(\pu{25,0 mL}\) d'une solution d'eau sucrée de concentration \(\pu{80 g*L-1}\). On souhaite préparer une solution d'eau sucrée de concentration \(\pu{20 g*L-1}\).

1 Préciser la technique que l'on va utiliser.

2 Indiquer le protocole à suivre pour cette préparation. On précisera bien la verrerie à utiliser.

2.E5 : Jus d'orange

Une orange à jus (par exemple de variété Valence) permet de préparer environ \(\pu{70 mL}\) de jus et contient approximativement \(\pu{30 mg}\) de vitamine C.

Donnée : solubilité de la vitamine C dans l’eau : \(s = \pu{0,33 g*mL–1}\).

1

1.a Calculer la concentration en masse \(C_m\) de la vitamine C dans le jus des oranges.

1.b Justifier que la vitamine C est entièrement dissoute dans le jus d'orange.

2

2.a Calculer le volume de jus qu'il faut pour avoir \(\pu{155 mg}\) de vitamine C.

2.b En déduire le nombre d'orange minimum qu'il faut presser pour cela.