📜 Introduction : ne pas confondre concentration en masse et masse volumique⚓
🥼 Préparation d’une solution aqueuse de sucre par dissolution⚓
Méthode : Protocole expérimental (Dissolution)
Peser la fiole de \(20,0\ \mathrm{mL}\) vide avec son bouchon, noter la masse : \(m_\textsf{vide} = ........................\)
Peser \(............. \ \mathrm{g}\) de sucre, les verser dans la fiole, rincer la coupelle et récupérer l’eau de rinçage.
Ajouter de l’eau distillée jusqu’à la moitié de la fiole, agiter jusqu’à dissolution complète.
Compléter avec de l’eau jusqu’au trait de jauge de la fiole.
Peser la fiole pleine (avec le bouchon) : \(m_\textsf{pleine} = ........................\)
🧮 Calculs⚓
Question⚓
Q1. En utilisant le protocole ci-dessus, avec une masse de \(2\ \mathrm{g}\) de sucre complétez le tableau :
Concentration en masse | Masse volumique | |
|---|---|---|
Définition | Masse de soluté dissous par litre de solution, en \(\mathrm{g/L}\) | Masse d’1 litre de liquide, en \(\mathrm{g/L}\) |
Formule | \(C_m=...............\) | \(\rho=...............\) |
Valeurs | \(m = ……………………\) et \(V = …………………….\) | \(m = ……………………\) et \(V = …………………….\) |
Calculs et résultat |
|
|
Solution⚓
Q1.
| Concentration en masse | Masse volumique |
|---|---|---|
Définition | Masse de soluté dissous par litre de solution, en \(\mathrm{g/L}\) | Masse d’1 litre de liquide, en \(\mathrm{g/L}\) |
Formule | \(C_m=\dfrac{m_\textsf{soluté}}{V_\textsf{solution}}\) | \(\rho=\dfrac{m_\textsf{solution}}{V_\textsf{solution}}\) |
Valeurs | \(m_\textsf{soluté} =\definecolor{violetRGB}{RGB}{145, 0, 255}\color{violetRGB}2,0\ \mathrm{g}\) et \(V_\textsf{solution} = \definecolor{violetRGB}{RGB}{145, 0, 255}\color{violetRGB}20,0\ \mathrm{mL}\) | \(m_\textsf{solution} =\definecolor{violetRGB}{RGB}{145, 0, 255}\color{violetRGB}22,0\ \mathrm{g}\) et \(V_\textsf{solution} = \definecolor{violetRGB}{RGB}{145, 0, 255}\color{violetRGB}20,0\ \mathrm{mL}\) |
Calculs et résultat | \[\begin{array}{rcl} C_m =\dfrac{m_\textsf{soluté}}{V_\textsf{solution}} & = & \definecolor{violetRGB}{RGB}{145, 0, 255}\color{violetRGB}\dfrac{2,0}{20,0\cdot 10^{-3}} \\ & = & \definecolor{orangeRGB}{RGB}{255, 132, 0}\color{orangeRGB}\mathbf{100\ \mathrm{g/L}} \end{array}\] | \[\begin{array}{rcl} \rho=\dfrac{m_\textsf{solution}}{V_\textsf{solution}} & = & \definecolor{violetRGB}{RGB}{145, 0, 255}\color{violetRGB}\dfrac{22,0}{20,0\cdot 10^{-3}} \\ & = & \definecolor{orangeRGB}{RGB}{255, 132, 0}\color{orangeRGB}\mathbf{1\ 100\ \mathrm{g/L}} \end{array}\] |
❓ Questions⚓
Question⚓
Q3. Comment faire pour ne pas se tromper ? (s’inventer une astuce, ou autre méthode … ?)
Solution⚓
Q3.
Pour ne pas se tromper, il faut savoir que la masse volumique concerne un corp pur, et que la concentration concerne un mélange soluté/solvant, et que cette dernière est toujours utilisée lorsqu'on a une solution, alors que la masse volumique peut être utilisée pour un solide ou un liquide.
🔧 La méthode d’étalonnage⚓
Complément : L'étalonnage en chimie
Cette méthode consiste à comparer une solution inconnue avec plusieurs solutions connues appelées solutions étalons.
Exemples : échelles de teintes ou comparaison de masses volumiques (voir diapos)
Pour effectuer la comparaison avec précision, on trace un graphe appelé courbe d’étalonnage, qui nous permettra de connaître la valeur de la concentration de la solution inconnue.
Voir le diaporama « La méthode d'étalonnage », et poser des questions si quelque chose ne vous paraît pas clair..
Diaporama - La méthode d'étalonnage
🥼 Préparation des solutions étalons⚓
Question⚓
Q4. En suivant le protocole et les calculs de la première partie, préparez les solutions étalons et complétez le tableau suivant tout en respectant les consignes suivantes :
Reportez les valeurs de la première partie pour \(2,0\ \mathrm{g}\) de sucre.
Inutile de faire une expérience pour \(0\ \mathrm{g}\) de sucre. Réfléchissez et complétez la ligne.
Chaque groupe d’élèves préparera ensuite deux ou trois solutions et demandera les valeurs manquantes aux autres groupes.
Masse de sucre \(m_\textsf{sucre} \ \textsf{ en } \ \mathrm{g}\) | masse de 20 mL de solution sucrée \(m_\textsf{solution} \ \textsf{ en } \ \mathrm{g}\) | Concentration massique en sucre de la solution \(C_\textsf{sucre} \ \textsf{ en } \ \mathrm{g \cdot L^{-1}}\) | Masse volumique de la solution \(\rho_\textsf{solution} \ \textsf{ en } \ \mathrm{g \cdot L^{-1}}\) |
|---|---|---|---|
\(0\) |
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\(1,4\) |
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\(2,0\) |
|
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|
\(2,6\) |
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\(3,0\) |
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|
\(3,6\) |
|
|
|
\(4,0\) |
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\(4,4\) |
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📈 Tracé de la courbe d'étalonnage⚓
Graphique à tracer
📊 Concentration en masse du sucre dans le soda⚓
Question⚓
Q6. Déterminez la masse volumique du soda. Celui-ci a été dégazé (on a enlevé le gaz) pour ne pas perturber les mesures de masses et de volumes. Ensuite, en utilisant la courbe d’étalonnage, déterminez sa concentration en sucre.
Il faudra faire des schémas décrivant l'expérience réalisée ici, ainsi que toutes les étapes permettant d'aboutir aux résultats demandés.
Solution⚓
Q6.
Il faut ici déterminer la masse volumique du soda dégazé en utilisant le même protocole que celui utilisé précédemment.
On pèse un volume précis et connu de soda puis on fait le calcul de sa masse volumique.
→ Valeurs obtenues : \(m = …………… \ \mathrm{g}\) et \(V = …………… \ \mathrm{mL}\).
Calcul de la masse volumique :
\(\rho_\textsf{soda}=\dfrac{m}{V}=\dfrac{……………}{……………}=…………… \ \mathrm{g\cdot L^{-1}}\)
Ensuite, on détermine graphiquement à l'aide de la courbe d'étalonnage la concentration en masse de sucre du soda.
⚠️ Il faudra faire apparaître votre lecture sur le graphique (avec des traits). ⚠️
\(\definecolor{orangeRGB}{RGB}{255, 80, 0}\color{orangeRGB}\mathbf{C_m=…………… \ \mathrm{g\cdot L^{-1}}}\)