PRELEVER UNE QUANTITE DE MATIERE THEME : LA ... - Pierron

Document du professeur 4/11La bouteille bleueCe TP est aussi l’occasion de réaliser une transformation chimique à travers l’expérience de la bouteille bleue enréinvestissant les connaissances expérimentales et théoriques abordées au préalable. Cette activité n’est pasindispensable mais peut déjà sensibiliser l’élève à la transformation chimique.Aucune exploitation théorique n’est évidemment envisageable concernant la bouteille bleue au niveau de la seconde.© PIERRON 2011 Prélever une quantité de matière (page 4)

Document du professeur 6/11Corps purFormule chimiqueLimaillede ferTournurede cuivreMasse molaire M(en g.mol -1 ) 55,8 63,5Quantité de matière n(en mol)Masse (en g)à 0,1g prèsChlorure desodium(sel)Sulfate de cuivre (II)hydratéPastilles d’hydroxyde desodiumFe Cu NaCl CuSO 4 , 5H 2 O NaOH23,0 + 35,5= 58,563,5 + 32,1 + (4x16)+ 5 × [(2 ×1,00) +16,0] = 249,623,0 + 16,0 +1,00 = 40,00,10 0,10 0,10 0,10 0,105,6 6,4 5,9 25 4,02. ManipulationPréparer dans chaque verre de montre n = 0,10 mol de chaque échantillon solide SAUF pour le sulfatede cuivre (II) hydraté dont on ne prélèvera que 0,010 mol soit le dixième de la masse calculée.Compléter le tableau en précisant pour chaque échantillon prélevé, son nom, son aspect, sa couleur et samasse.Echantillonpesénom Tournure de Limaille de fer Pastilles de Chlorure de Sulfate de cuivrecuivresoude sodiumAspect Brillant Métallique Légèrement Poudre mate Poudre matebrillantesCouleur Rouge Gris Blanc Blanc BleuMasse (g) 6,4 5,6 4,0 5,9 2,53. ExploitationSauf pour le sulfate de cuivre (II) hydraté, les quantités de matières des échantillons à l’état solide sonttoutes identiques et valent n = 0,10 mol.a. En est-il de même de leur masse?Nonb. Les échantillons ont-ils tous le même volume?Non© PIERRON 2011 Prélever une quantité de matière (page 6)

Document du professeur 8/112. Manipulationa. Quel matériel doit-on utiliser pour prélever les volumes calculés ?On doit utiliser des pipettes graduées munies d’une propipette pour prélever 1,8 mLd’eau et 7,3 mL de glycérol.b. Prélever les liquides dans les béchers mis à votre disposition et verser chaque prélèvementdans un tube à essais. Compléter et annoter les deux tubes à essais.glycéroleau3. ExploitationLes quantités de matières des échantillons à l’état liquide sont identiques et valent 0,10 mol.a. En est-il de même de leur masse ?Nonb. Les échantillons ont-ils tous le même volume ?NonCompléter la conclusion ci-dessous avec les termes « M, n, m, ρ, égal(e) » :ConclusionPour prélever une quantité de matière n d’une substance chimique à l’état liquide, il est nécessaire deconnaitre la masse molaire M de l’espèce, sa masse volumique ρ puis de calculer le volume V àprélever à partir de la relation V = n.M/ρ .Des prélèvements de différentes substances chimiques à l’état liquide de quantité de matière égalen’ont pas le même volume. De même, des prélèvements de différentes substances chimiques à l’étatliquide de volume égal ne contiennent pas la même quantité de matière.© PIERRON 2011 Prélever une quantité de matière (page 8)

Document du professeur 9/11ACTIVITÉ 3 : RÉINVESTISSEMENTOn se propose de réaliser l’expérience suivante:Dans un erlenmeyer de 250 mL, introduire, à l’aide d’un entonnoir et sans les toucher, n = 6,0.10 -2 molde pastilles d’hydroxyde de sodium et ajouter avec de grandes précautions 7,0 mol d’eau.Placer un turbulent dans l’erlenmeyer, boucher l’erlenmeyer avec un bouchon adapté.Mettre l’erlenmeyer sur un agitateur magnétique et démarrer l’agitation .Après dissolution complète des pastilles, ajouter n’ = 1,6.10 -2 mol de glucose; poursuivre l’agitation puisajouter quelques gouttes de bleu de méthylène. Laisser reposer quelques minutes puis agiter à nouveau.1. Pourquoi cette expérience est-elle irréalisable immédiatement ? Quelles informations a-t-onhabituellement pour les solides ? Pour les liquides ?On ne sait pas prélever des quantités de matière d’espèces chimiques en mol.Pour les solides, on donne la masse de la substance en gramme, pour les liquides, on donne levolume de substance en mL par exemple.2. Souligner dans le texte les quantités de matières de chaque espèce puis reporter les valeurs dans letableau ci-dessous.3. Calculer les masses molaires de chaque composé à l’aide des données suivantes :Formule de l’hydroxyde de sodium : NaOH (s)Formule du glucose : C 6 H 12 O 6(s)Formule de l’eau : H 2 O (l)M C = 12,0 g.mol -1 - M H = 1,00 g.mol -1 - M O = 16,0 g.mol -1 - M Na = 23,0 g.mol -1et reporter ces valeurs dans le tableau.4. Pour déterminer les masses de poudre de glucose, de pastilles d’hydroxyde de sodium et le volumed’eau à prélever et ainsi réaliser cette expérience, on dispose des relations rencontrées précédemment:M = n.M pour les solidesavec m : masse à peser en g; n : quantité de matière en mol; M : masse molaire en g.mol -1 .V = (n. M)/ ρ pour les liquidesavec V : Volume à mesurer en mL ; n : quantité de matière en mol ; M : masse molaire en g.mol -1 ;ρ : masse volumique en g.mL -1Déterminer les masses m de soude et m’ de glucose à peser, le volume d’eau V à prélever.Donnée : ρ eau =1,00 g.mL -1© PIERRON 2011 Prélever une quantité de matière (page 9)

Document du professeur 11/11EXERCICE D’APPLICATIONSe réhydraterAu cours des pratiques sportives, de grandes quantités d’eau sont éliminées du corps parla transpiration. Pour se réhydrater, certains sportifs absorbent des boissons spéciales.Pour préparer une telle boisson, on dissout une masse m Glucose = 3,6 g de glucose dans unvolume d’eau V eau = 250 mL.1. Calculer la masse molaire moléculaire M Glucose du glucose.2. En déduire la quantité de matière n Glucose en glucose utilisée.3. Quelle masse d’eau m eau a-t-on utilisée pour préparer cette boisson ?4. Calculer la masse molaire moléculaire M eau de l’eau.5. En déduire la quantité de matière n eau d’eau utilisée.Données :Masse volumique de l’eau ρ eau =1,00g.mL -1Formule du glucose : C 6 H 12 O 6M C = 12,0 g.mol -1M H = 1,00 g.mol -1M O = 16,0 g.mol -1Réponses1.M Glucose = M C6H12O6 = 6 M C + 12 M H + 6 M Osoit M Glucose = 6 × 12,0 + 12 ×1 ,00 + 6 × 16,0 = 180 g.mol -12 .m Glucose = n Glucose . M Glucose soit n Glucose = m Glucose / M Glucosen Glucose = 3,6 /180 = 0,020 mol3.m eau = ρ eau .V eau soit m eau = 1,00 × 250 = 250 g4.M eau = M H2O = 2 M H + M O soit M eau = 2 × 1,00 + 16,0 = 18,0 g.mol -15.m = n.M soit n eau = m eau /M eau d’où n eau = 250 /18,0 = 13,9 mol© PIERRON 2011 Prélever une quantité de matière (page 11)