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🏋🏻‍♀️ Activité n°6 : Exercices d'applications - [Chapitre : Les concentrations]


Titre de l'activité : 🏋🏻‍♀️ Activité n°6 : Exercices d'applications - [Chapitre : Les concentrations]
Durée : 1h
Compétences
  • COM - Rendre compte à l'écrit ou à l'oral
  • COM - Présenter la démarche suivie ou les résultats obtenus à l'aide d'un langage adapté
  • ANA - Exploiter ses connaissances, les informations extraites ou les résultats obtenus
  • RCO - Restituer des connaissances
  • APP - Rechercher et extraire l'information
  • APP - Mobiliser les connaissances en rapport avec le problème
  • APP - Connaître le vocabulaire, les symboles et les unités mise en œuvre
  • RÉA - Calculer, utiliser une formule
Notions
  • Concentration en masse et en quantité de matière d’un soluté
  • Déterminer la valeur de la concentration en masse ou en quantité de matière d’un soluté à partir de son protocole de préparation ou de données expérimentales.
  • Dosages par étalonnage
  • Choisir les méthodes, le matériel et les produits adéquats pour préparer une solution de concentration donnée par dissolution ou dilution
  • Déterminer la concentration en colorant d’une solution en construisant et en utilisant une courbe d’étalonnage par spectrophotométrie UV-Visible

💪🏻 Exercice 1️⃣ : Quantité de matière⚓

Titre de l'activité : 💪🏻 Exercice 1️⃣ : Quantité de matière

La vanilline est l'arôme naturel le plus important et le plus caractéristique de la vanille.

Une gousse de \(3\ \mathrm{g}\) peut contenir jusqu'à \(60\ \mathrm{mg}\) de vanilline.

Donnée : \(M_\textsf{vanilline} = 152 \ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}\)

Question⚓

Q1. Exprimer puis calculer la quantité de matière maximale de vanilline, \(n_\textsf{vanilline}\), contenue dans une gousse de de \(3\ \mathrm{g}\).

Solution⚓

Q1.

-- Correction à venir --

💪🏻 Exercice 2️⃣ : Masse molaire moléculaire⚓

Titre de l'activité : 💪🏻 Exercice 2️⃣ : Masse molaire moléculaire

Question⚓

Q2. Calculer les masses molaires moléculaires des espèces chimiques suivantes :

  • dioxygène \(\ce{O2}\)

  • ammoniac \(\ce{NH3}\)

  • éthanol \(\ce{C2H6O}\)

  • acide lactique \(\ce{C3H6O3}\)

  • dichlorométhane \(\ce{CH2C\ell_2}\)

  • alanine \(\ce{C3H7NO2}\)

Solution⚓

Q2.

  • dioxygène \(\ce{O2}\) : \(M_{\ce{O2}}=32,0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}\)

  • ammoniac \(\ce{NH3}\) : \(M_{\ce{NH3}}=17,0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}\)

  • éthanol \(\ce{C2H6O}\) : \(M_{\ce{C2H6O}}=46,0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}\)

  • acide lactique \(\ce{C3H6O3}\) : \(M_{\ce{C3H6O3}}=90,0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}\)

  • dichlorométhane \(\ce{CH2C\ell_2}\) : \(M_{\ce{CH2C\ell_2}}=85,0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}\)

  • :alanine \(\ce{C3H7NO2}\) : \(M_{\ce{O2}}=89,0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}\)

💪🏻 Exercice 3️⃣ : Concentration en masse⚓

Titre de l'activité : 💪🏻 Exercice 3️⃣ : Concentration en masse

Question⚓

On dissout \(m = 2,50\ \mathrm{g}\) de caféine \(\ce{C8H10N4O2}\), dans \(V = 250,00\ \mathrm{mL}\) d'eau.

Q3. Quelle est la concentration massique \(C_m\) de la solution ?

Solution⚓

Q3.

-- Correction à venir --

Question⚓

La concentration massique \(C_m\) d'une solution de glucose \(\ce{C6H12O6}\) est \(C_m = 15\ \mathrm{g \cdot L^{-1}}\).

Q4. Quelle est la masse de glucose dans un volume \(V = 500,00\ \mathrm{mL}\) ?

Solution⚓

Q4.

-- Correction à venir --

💪🏻 Exercice 4️⃣ : Concentration en quantité de matière⚓

Titre de l'activité : 💪🏻 Exercice 4️⃣ : Concentration en quantité de matière

Complément : 🗃️ Données

Masses molaires atomiques en \(\mathrm{g \cdot L^{-1}}\) :     \(M(H) = 1,0\) ; \(M(C) = 12,0\) ; \(M(N) = 14,0\) ; \(M(O) = 16,0\).

Question⚓

Le bleu Guimet a pour formule brute \(\ce{A\ell_6Na7O24S3Si6}\).

 

Q5. En déduire sa masse molaire à l'aide des extraits du tableau périodique ci-dessous.

Solution⚓

Q5.

-- Correction à venir --

Question⚓

L'aspartame est un édulcorant artificiel au fort pouvoir sucrant, synthétisé pour la première fois en 1965. On le retrouve notamment dans des sodas allégés en sucre, dits « light ». Sa formule semi-développée est la suivante :

Pour ne pas dépasser la dose journalière admissible (DJA) d'aspartame (\(40\ \mathrm{mg}\) par \(\mathrm{kg}\) de masse corporelle et par jour), une personne de \(60\ \mathrm{mg}\) ne doit pas consommer plus de 280 sucrettes ou 20 canettes de boisson « light » par jour.

 

Q6. Déterminer la concentration en \(\mathrm{mol \cdot L^{-1}}\) en aspartame d'une canette de \(33\ \mathrm{cL}\) de boisson « light ».

Solution⚓

Q6.

-- Correction à venir --

💪🏻 Exercice 5️⃣ : Concentration en quantité de matière (encore)⚓

Titre de l'activité : 💪🏻 Exercice 5️⃣ : Concentration en quantité de matière (encore)

Question⚓

Q7. Calculer la concentration molaire \(C\) lorsqu'on dissout \(n = 0,45\ \mathrm{mol}\) d'acide éthanoïque \(\ce{C2H4O2}\), dans \(V = 50,00\ \mathrm{mL}\) d'eau ?

Solution⚓

Q7.

-- Correction à venir --

Question⚓

Q8. Quelle est la quantité de matière \(n\) de peroxyde d'hydrogène \(\ce{H2O2}\), dans un volume \(V = 200,00\ \mathrm{mL}\) de solution à une concentration \(C=0,30\ \mathrm{mol \cdot L^{-1}}\) ?

Solution⚓

Q8.

-- Correction à venir --

 

 

 

 

💪🏻 Exercice 6️⃣ : Dilution⚓

Titre de l'activité : 💪🏻 Exercice 6️⃣ : Dilution

Au laboratoire, une technicienne doit préparer \(500,0 \ \mathrm{mL}\) d'une solution de peroxyde d'hydrogène \(\ce{H2O2}\) de concentration molaire \(C' = 5,0 \cdot 10^{-3}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}\) Elle dispose d'une solution de concentration molaire \(C = 0,50\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}\)

Question⚓

Q9. Quel volume de solution de concentration \(C\) doit-elle prélever ?

Solution⚓

Q9.

-- Correction à venir --

Question⚓

Q10. Quelle verrerie va-t-elle utiliser ?

Solution⚓

Q10.

-- Correction à venir --

Question⚓

Q11. Décrire succinctement le protocole opératoire.

Solution⚓

Q11.

-- Correction à venir --

 

 

 

 

💪🏻 Exercice 7️⃣ : Dissolution & Dilution⚓

Titre de l'activité : 💪🏻 Exercice 7️⃣ : Dissolution & Dilution

Lors d'un TP un élève doit préparer, à partir d'un solide de formule brute \(\ce{C37H34N2Na2O9S3}\), un volume \(V = 250,0 \ \mathrm{mL}\) d'une solution de bleu brillant (colorant alimentaire E133) de concentration molaire en soluté \(c = 1,00 \cdot 10^{-2}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}\).

Question⚓

Q12. Montrer que la masse molaire moléculaire du bleu brillant est : \(M = 792,3 \ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}\).

Solution⚓

Q12.

-- Correction à venir --

Question⚓

Q13. Calculer la quantité \(n\) de bleu brillant nécessaire à la préparation de cette solution.

Solution⚓

Q13.

-- Correction à venir --

Question⚓

Q14. En déduire la masse \(m\) utilisée.

Solution⚓

Q14.

-- Correction à venir --

 

 

 

 

 

Question⚓

Q15. Quelle verrerie faut-il utiliser pour réaliser cette dissolution ?

Solution⚓

Q15.

-- Correction à venir --

Question⚓

Maintenant l'élève doit préparer \(V'=100,0\ \mathrm{mL}\) d'une solution diluée 10 fois par rapport à la solution précédente.

Q16. Quel volume de solution mère doit-il prélever ?

Solution⚓

Q16.

-- Correction à venir --

Question⚓

Q17. Dans quel verrerie va-t-il verser ce volume ?

Solution⚓

Q17.

-- Correction à venir --

Question⚓

Q18. Quelle est la quantité \(n\), de bleu brillant dans la solution diluée ?

Solution⚓

Q18.

-- Correction à venir --

💪🏻 Exercice 8️⃣ : Dosage du diiode par étalonnage⚓

Titre de l'activité : 💪🏻 Exercice 8️⃣ : Dosage du diiode par étalonnage

 

 

Le Lugol est un antiseptique. Il contient du diiode \(\ce{l2}\). L'objectif est de déterminer la masse de \(\ce{l2}\), dans \(100\ \mathrm{mL}\) de solution de Lugol.

On mesure l'absorbance \(A\) de six solutions aqueuses de diiode de concentrations molaires en soluté différentes.

Les résultats de l'expérience permettent de tracer le graphique ci-contre →

La solution de Lugol a été diluée 10 fois. On mesure l'absorbance de la solution diluée : \(A = 1,00\).

Question⚓

Q19. Déterminer la concentration molaire \(C_d\) en diiode de la solution diluée.

Solution⚓

Q19.

-- Correction à venir --

Question⚓

Q20. En déduire la concentration molaire \(C\) en diiode de la solution de Lugol.

Solution⚓

Q20.

-- Correction à venir --

Question⚓

Q21. Calculer la masse \(m\) de diiode \(\ce{l2}\), dans un volume de \(100\ \mathrm{mL}\) de solution de Lugol.

Solution⚓

Q21.

-- Correction à venir --

💪🏻 Exercice 9️⃣ : Dosage par étalonnage d'une bouillie bordelaise⚓

Titre de l'activité : 💪🏻 Exercice 9️⃣ : Dosage par étalonnage d'une bouillie bordelaise

La bouillie bordelaise est une solution aqueuse utilisée pour éliminer les champignons parasites sur les végétaux. Cette solution est bleue à cause de la présence d'ions cuivre (II) en solution, \(\ce{Cu2+}\), de concentration en masse voisine de \(200\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}\)

On souhaite vérifier la concentration en ions cuivre (II) d'une bouillie bordelaise.

On utilise pour cela une solution mère d'ions cuivre (II) de concentration \(C_0 = 1,00 \cdot 10^{-1}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}\) pour réaliser la courbe d'étalonnage colorimétrique.

Enfin, on dilue cent fois la bouillie bordelaise et on mesure son absorbance : on trouve \(A_0 = 0,40\).

Complément : Données :

Masse molaire de l'ion cuivre (II) : \(M_{\ce{Cu2+}}=63,5\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}\)

Complément : Graphiques

Doc.1 : Graphique d'étalonnage
Doc.2 : Spectre d'absorption de l'ion cuivre (II) en solution à 0,10 mol/L

Question⚓

Q22. Déterminer sur le graphique d'étalonnage (Doc. 1), l'absorbance d'une solution de \(0,10\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}\). Vérifier sur le spectre d'absorption (Doc. 2) que la longueur d'onde choisie pour réaliser les mesures était bien \(\lambda = 800\ \mathrm{nm}\). Pourquoi avoir choisi cette longueur d'onde ?

Solution⚓

Q22.

-- Correction à venir --

Question⚓

Q23. Pourquoi a-t-on dilué la bouillie bordelaise ?

Solution⚓

Q23.

-- Correction à venir --

Question⚓

Q24. Déterminer la concentration en quantité de matière, puis en masse, de la bouillie bordelaise étudiée.

Solution⚓

Q24.

-- Correction à venir --

💪🏻 Exercice 🔟 : Solubilité⚓

Titre de l'activité : 💪🏻 Exercice 🔟 : Solubilité

On donne le tableau suivant contenant les données suivantes :

  • Composé ;

  • Solubilité molaire à \(20\ \mathrm{^\circ C}\) en \(\mathrm{mol\cdot L^{-1}}\) ;

  • Solubilité massique à \(20\ \mathrm{^\circ C}\) en \(\mathrm{g\cdot L^{-1}}\) ;

  • Masse nécessaire de composé en \(g\) pour préparer \(50,0\ \mathrm{mL}\) d'une solution saturée à \(20\ \mathrm{^\circ C}\).

Composé

Solubilité molaire

\(\left( \mathrm{mol \cdot L^{-1}} \right)\)

Solubilité en masse

\(\left( \mathrm{g \cdot L^{-1}} \right)\)

Masse à peser (\(mg\)) pour préparer \(V = 50,0\ \mathrm{mL}\) d'une solution saturée

\(\ce{Pb(SO4)}\)

\(1,4\cdot 10^{-4}\)

\(\ce{C7H6O2}\)

2,9

\(\ce{Cd(OH)2}\)

13,0

Complément : Données

\(M(\ce{H}) = 1\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}\); \(M(\ce{C}) = 12\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}\); \(M(\ce{O}) = 16\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}\); \(M(\ce{S}) = 32\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}\) ; \(M(\ce{Cd}) = 112\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}\); \(M(Pb) = 207\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}\).

Question⚓

Q25. Déterminer la masse molaire de chaque composé.

Solution⚓

Q25.

-- Correction à venir --

Question⚓

Q26. Compléter le tableau en réalisant les conversions nécessaires.

Solution⚓

Q26.

-- Correction à venir --


  • 💪🏻 Exercice 1️⃣ : Quantité de matière
    • 💪🏻 Exercice 2️⃣ : Masse molaire moléculaire
      • 💪🏻 Exercice 3️⃣ : Concentration en masse
        • 💪🏻 Exercice 4️⃣ : Concentration en quantité de matière
          • 💪🏻 Exercice 5️⃣ : Concentration en quantité de matière (encore)
            • 💪🏻 Exercice 6️⃣ : Dilution
              • 💪🏻 Exercice 7️⃣ : Dissolution & Dilution
                • 💪🏻 Exercice 8️⃣ : Dosage du diiode par étalonnage
                  • 💪🏻 Exercice 9️⃣ : Dosage par étalonnage d'une bouillie bordelaise
                    • 💪🏻 Exercice 🔟 : Solubilité
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