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AP Quantités de matière Données : MFe = 55,8 g · mol−1 ; MH = 1,0 g · mol−1 ; M

AP Quantités de matière Données : MFe = 55,8 g · mol−1 ; MH = 1,0 g · mol−1 ; MC = 12,0 g · mol−1 ; MO = 16,0 g · mol−1 ; MS = 32,1 g · mol−1 ; MCu = 63,5 g · mol−1 ; MNi = 58,7 g · mol−1. ρNi = 8,90 g · cm3 ; volume d’un cylindre droit : V = π · r2 · h. ρhuile = 0,92 g · mL Densité du liquide éthanol : d(éthanol) = 0,79 mnucl´ eon = 1,67 × 10−27 kg ; NA = 6,02 × 1023 mol−1 Quelques réponses aux exercices (sans rédaction) La notion de volume molaire est bien au programme de seconde... donc les exercices 9,10 et 16 sont bien à traiter ! Exercice 1 De la masse à la quantité de matière Un échantillon de fer a une masse de 3,2 g. Calculer la quantité de matière de fer présente dans l’échantillon. n = m M = 5,7 × 10−2 mol Exercice 2 De la masse à la quantité de matière Le sucre vendu dans le commerce est essentiellement constitué de saccharose (C12H22O11). La masse moyenne d’un morceau de sucre est 6,0 g. Quelle est la quantité de matière en saccharose dans 3 morceaux de sucre ? nC12H22O11 = m M = 5,3 × 10−2 mol Exercice 3 De la masse à la quantité de matière Exprimer puis calculer la masse d’un atome de cuivre 63 29Cu. (tout l’exercice sans utiliser MCu) mat = A · mnucl´ eon = 1,05 × 10−22 g Exprimer puis calculer le nombre d’atomes dans 60 g de cuivre. xat = mCu mat = 5,7 × 1023 atomes Calculer la quantité de matière de cuivre contenue dans ces 60 g. nCu = xCu NA = 9,5 × 10−1 mol Exercice 4 De la quantité de matière à la masse On a besoin de 0,1 mol de sulfate de suivre hydraté de formule CuSO4(H2O)5. Quelle masse de cristaux doit-on prélever ? m = n · M = 0, 1 × 249, 6 = 25,0 g Un élève en a prélevé 30,0 g. Quelle quantité de matière cela représente-t-il ? n = m M = 0,120 mol Exercice 5 Quantité de matière dans un oxyde de fer Un oxyde de fer de formule Fe2O3 existe sous forme de solide à l’état naturel. Exprimer puis calculer la masse molaire de l’oxyde de fer M = 159,6 g · mol−1 Exprimer puis calculer la quantité de matière de fer dans 100 g de cet oxyde. nFe = 2 · nFe2O3 = 2 · m M = 1,25 mol Exercice 6 Volume et concentration molaire 2/3 Quantités de matière mlm.1S Exprimer et calculer la quantité de matière en saccharose notée nS (nombre de moles de saccharose) contenue dans un volume V = 150 mL de solution aqueuse de concentration molaire en soluté saccharose apporté CS = 2,0 × 10−1 mol · L−1. nS = CS · V = 3,0 × 10−2 mol Exercice 7 Volume, masse molaire et densité Quelle est la quantité de matière en éthanol (C2H6O) présente dans 150 mL d’éthanol liquide ? n = m · dethanol · ρH2O Methanol = 2,6 mol Exercice 8 Volume et concentration molaire Décrire le mode opératoire pour préparer un volume V = 100,0 mL de solution S1 de glucose de concentration massique t1 = 1,80 g · L−1. Calculer la concentration molaire C1 en glucose de formule brute C6H12O6. C1 = 1,0 × 10−2 mol · L−1 On dispose d’une solution S2 de glucose de concentration molaire C2 = 5,0 × 10−3 mol · L−1. On prépare une solution S en mélangeant un volume V1 = 80 mL de solution S1 et un volume V2= 20 mL de solution S2. Quelle est la concentration molaire C en glucose dans la solution S obtenue ? C = C1V1 + C2V2 V1 + V2 = 9,0 × 10−3 mol · L−1 Exercice 9 Volume molaire et masse volumique A 20°C sous 101,3 kPa, l’éthoxyéthane, de formule C4H10O (« éther » ) est un liquide ; sa masse volumique vaut alors 0,71 g · cm3. Quel est le volume molaire de l’éther liquide ? L’éther liquide est un liquide volatil de température d’ébullition 34°C à cette pression. Quel est le volume molaire de l’éther gazeux dans ces conditions ? Calculer la masse volumique de l’éther gazeux dans ce dernier cas. Exercice 10 Du volume d’un gaz à la quantité de matière Une bouteille cylindrique de diamètre 5,5 cm et de hauteur 41 cm contient du dioxygène gazeux sous une pression de 150 bar à la température de 25°C. Calculer la quantité de matière en dioxygène présente dans la bouteille. Exercice 11 Quantité de matière, volume et masse volumique La duplication en série des CD se fait à l’aide d’une matrice en nickel. Le CD de base étant gravé, on dépose sur ce dernier une mince couche de nickel que l’on décolle ensuite. La matrice obtenue est un disque de diamètre D = 12,0 cm et d’épaisseur e = 3,05 × 10−1 mm. Exprimer puis calculer en cm3 le volume de nickel déposé. VNi = π · r2 · h = 3,45 cm3 Exprimer puis calculer la masse de nickel déposé. mNi = ρ · VNi = 30,7 g Exprimer puis calculer la quantité de matière de nickel utilisée. nNi = mNi MNi = 0,523 mol mlm.1S Quantités de matière 3/3 Exercice 12 Quantité de matière, volume et masse volumique L’huile d’olive peut être considérée comme étant constituée d’oléine, molécule de formule brute C57H104O6. Exprimer puis calculer la masse molaire de l’oléine. M = 884,0 mol · L−1 Exprimer puis calculer la masse d’un litre d’huile. m = ρ · V = 920 g Exprimer puis calculer la quantité de matière en oléine dans 1 L d’huile. n = m M = 1,04 mol (alors qu’une mole d’eau contient 55,5 mol d’eau par litre. Exercice 13 Quantité de matière, pourcentage volumique et masse volumique Le liquide utilisé dans les circuits de refroidissement des moteurs de voitures contient un antigel. C’est une solution aqueuse de glycol (de formule brute C2H6O2). Une solution S d’antigel, liquide jusqu’à -35°C, contient 46% en masse de glycol. La densité de la solution est dS = 1, 074. Calculer la quantité de matière en glycol contenue dans 2L de solution S. Calculer la quantité de matière en eau contenue dans 2L de solution S. Calculer le pourcentage molaire de glycol dans la solution S. Exercice 14 Quantité de matière, pourcentage volumique et masse volumique Un vin rouge a un degré alcoolique de 12,5°. Cela signiﬁe que 100mL de ce vin contiennent 12,5 mL d’éthanol pur (de formule C2H6O). Quelle est la quantité de matière en éthanol contenue dans un verre de vin de 2 cL ? Données : M´ ethanol = 46,0 g · mol−1 ; densité de l’éthanol : d(éthanol) = 0,79. Exercice 15 De la masse à la quantité de matière Quelles sont les quantités de matière contenues dans : • 20,0 g de cuivre métal. • 60,0 g de sulfate de cuivre pentahydraté. • 30,0 g de dioxyde de carbone Exercice 16 Quantité de matière dans un gaz Lors de la réaction entre une solution d’acide chlorhydrique et le zinc, on recueille un volume V = 55 mL de dihydrogène sous une pression P = 1,010 bar et une température θ = 22,0°C. Déterminer la quantité de dihydrogène ainsi obtenue. Exercice 17 Quantité de matière et concentration Dans une ﬁole jaugée de 500 mL, on introduit un morceau de sucre dont la masse est 11,9 g. On dissout ce sucre dans l’eau et on ajuste le niveau de l’eau au trait de jauge. Calculer la masse molaire moléculaire du saccharose sachant que sa formule est C12H22O11. Quelle est la quantité de matière de saccharose dissous. Déterminer la concentration molaire du saccharose dans la solution obtenue. Exercice 18 Pourcentage massique et molaire Soit un oxyde de fer de formule FexOy. Le pourcentage massique en fer est de 70%. Sachant qu’une mole de cet oxyde a une masse de 159,6 g donner la formule de cet oxyde. Donner le pourcentage molaire de fer dans cet oxyde. uploads/Geographie/ chimie-2.pdf