sujet - S. Tatulli

Chapitre 12 : Dissolution des solides ioniques et moléculaires - Activités expérimentalesDE LA CONCENTRATION EN SOLUTE AUX CONCENTRATIONS REELLES EN IONSLe problèmeLa concentration molaire en soluté d’une solution ionique est souvent indiquée sur les étiquettes desflacons, mais pas celle des ions effectivement présents.Comment relier la concentration réelle d’un ion en solution à la concentration du solide ionique qui a étédissous ?1.Préparation d’une solution S de chlorure de fer (III)Le flacon contenant le chlorure de fer (III) hexahydraté solide présente l’étiquette reproduite ci-contre :a) Observer et expliquer l’étiquette de ce flacon :- Que signifie le terme « hexahydraté » ?- Retrouver par le calcul la masse molaire.- Rechercher la signification despictogrammes.b) Proposer un protocole expérimental permettant la préparation d’un volume V = 100 mL d’une solutionaqueuse de concentration en soluté apporté c = 5,0 x 10 -2 mol · L -1 à partir du solide ionique chlorure de fer(III) hexahydratéc) Cette solution S est déjà prête et sera utilisée ultèrieurement.2. Comprendre les relations entre concentration en soluté apporté et concentrations des ions.L’équation de dissolution du chlorure de fer (III) hexahydraté dans l’eau peut s’écrire :a) Compléter le tableau ci-dessous en fonction, entre autres, de la quantité initiale de chlorure de fer (III)hexahydraté apportée, notée n(s). La solution est supposée non saturée.b) Les concentrations molaires effectives des ions fer (III) et des ions chlorure sont notées respectivementFe !! !" et Cl ! !" . Exprimer ces concentrations molaires effectives des ions en fonction de xmax et duvolume de solution Vsol, puis en fonction de n(S) et de Vsol..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

c) Etablir une relation entre les concentrations C(s) et Fe !! !" et C(s) et Cl ! !" . .Les calculer........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................3. Détermination expérimentale de la concentration réelle des ions chlorure dans la solution S• À l’aide d’une pipette jaugée de 2,0 mL, prélever exactement 2,0 mL de la solution S et les verser dansun bécher propre.• À l’aide d’une pipette jaugée de 20 mL, ajouter 20 mL de la solution aqueuse SAg de nitrate d’argent deconcentration en ions argent 1,5 x 10 -2 mol · L -1 .a) Quel est le précipité qui se forme ? Écrire l’équation de cette réaction de précipitation........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................• Filtrer la solution sur un papier filtre. Vérifier que le filtrat est bien limpide.b) Comment savoir si le système final contient encore des ions chlorure Cl - ou des ions argent Ag + ?..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................• Effectuer les tests en utilisant les tubes à essais, le filtrat et les solutions disponibles.c) Calculer la quantité de matière d’ions argent Ag + dans les 20 mL ajoutés. Quelles quantités dematière d’ions argent Ag + et d’ions chlorure Cl - reste-t-il à la fin de la transformation ?.......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................d) Déterminer la quantité de matière d’ions chlorure Cl - présents dans les 2,0 mL prélevés.............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................e) En déduire la concentration réelle, ou concentration effective, des ions chlorure Cl - dans la solutionS de chlorure de fer (III). Comparer la valeur obtenue avec celle obtenue au paragraphe 2c.............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

4.Concentration effective des ions fer (III)On dispose d’une solution S0 contenant des ions fer (III), en concentration 0,20 mol · L -1 .• A l’aide du matériel présent sur vos tables, proposer un protocole, permettant de déterminer la concentration effectivedes ions fer (III) de la solution S préparée.• Mettre en œuvre ce protocole, après validation par le professeur.• Comparer la valeur obtenue avec celle obtenue au paragraphe 2c.ConclusionComment déduire la concentration réelle des ions en solution de l’équation de dissolution d’un soluté ionique ?4.Concentration effective des ions fer (III)• Remplir deux burettes graduées, l’une avec de l’eau déminéralisée et l’autre avec la solution S0 fourniecontenant des ions fer (III), en concentration 0,20 mol · L -1 .• Préparer 4 tubes à essais à l’aide des mélanges suivants :Numéro du mélange 1 2 3 4Volume de solution S 0 en mL 2,5 5,0 7,5 10Volume d’eau déminéralisée en mL 7,5 5,0 2,5 0Concentration effective [Fe 3+ ] en mol · L -1• Homogénéiser les quatre tubes.• Remplir un tube à essais avec la solution S sur une même hauteur de solution que la gamme étalon.a) En comparant la couleur de la solution préparée avec la gamme étalon, indiquer un encadrement de laconcentration effective en ion fer (III) de la solution S.b) Comparer la valeur obtenue avec la concentration c.