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Densité d'un solide - Préparation d'une solution - Dilution ENONCE : 1 - Dens

Densité d'un solide - Préparation d'une solution - Dilution ENONCE : 1 - Densité d'un solide La densité du fer est d = 7,8. Calculer la masse d'un cube de fer d'arête a = 20 cm. Calculer la quantité de matière d'atomes de fer contenus dans ce cube. Données : La masse volumique de l'eau dans les conditions de l'expérience est eau = 1000 kg. m - 3. La masse molaire atomique du fer est MFe = 55,8 g / mol. (corrigé)  2 - Préparation d'une solution aqueuse de sulfate cuivrique Un technicien de laboratoire veut préparer 500 mL d'une solution de sulfate de cuivre (II) de concentration C = 0,10 mol / L. Le laboratoire dispose de sulfate de cuivre (II) hydraté (solide de formule CuSO4, 5 H2O). Décrire le protocole que doit suivre le technicien et faire les calculs nécessaires. Données : MCu = 63,5 g / mol ; MS = 32 g / mol ; MO = 16 g / mol ; MH = 1 g / mol. (c)  3- Dilution A partir d'une solution commerciale d'acide nitrique de densité d = 1,33 et de pourcentage en acide nitrique : 52, 5 %, on veut préparer, par dilution, V2 = 1 litre d'acide nitrique de concentration c2 = 0,1 mol / L. a- Calculer la concentration de la solution "mère". (c) b- Décrire la façon de préparer la solution diluée. (c) Données : MH = 1 g / mol MN = 14 g / mol MO = 16 g / mol La masse volumique de l'eau est eau = 1000 g / L dans les conditions de l'expérience. SOLUTION :  1- (énoncé) Densité d'un solide - La densité du fer est relié aux masses volumiques du fer et de l'eau : d = fer / eau (1) On en déduit la masse volumique du fer : fer = d eau = 7,8  1000 fer = 7800 kg / m3 (2) - Le volume du cube est : V = a3 = (20 cm)3 = 8000 cm3 = 8000 (10 - 2 m)3 = 8000 10 - 6 m3 V = 8 10 - 3 m3 (3) - La masse m du cube de fer est telle que : fer = m / V (4) Soit : m = fer V = 7800  8 10 - 3 m = 62,4 kg (5) - Calculons, en mole, la quantité de matière n d'atomes de fer contenus dans ce cube. La masse m du cube est telle que : m = n MFe (6) On en déduit, avec MFe = 55,8 g / mol et m = 62,4 kg = 62400 g : n = m / MFe = 62400 / 55,8 n = 1118 mol atomes de fer (7)  2- (e) Préparation d'une solution aqueuse de sulfate cuivrique - La masse molaire du composé CuSO4, 5 H2O est : M = 63,5 + 32 + 16  4 + 5  (1  2 + 16) M = 294,5 g / mol (8) - La quantité de matière de sulfate cuivrique que doit contenir la solution de concentration C et de volume V est : n = C  V = 0,10  0,500 = 0,050 mol (9) - La masse m de soluté que doit contenir la solution est donc : m = n  M = 0,050  294,5 (10) m = 12,475 g (11) - Le technicien pèse m = 12,47 g de sulfate cuivrique en utilisant une balance à affichage digital. Il prélève le solide en poudre avec une spatule et le place dans une capsule préalablement tarée. - Il place cette masse dans une fiole jaugée de 500 mL. Il ajoute un peu d'eau distillée, agite, puis complète avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge. Il rend homogène la solution en agitant la fiole préalablement bouchée. 3- Dilution a- (e) Calculons la concentration de la solution "mère". La masse volumique mère de la solution commerciale (solution mère) est donnée par la relation : d = mère / eau (12) mère = d  eau = 1,33  1000 mère = 1330 g / L (13) - Un litre de solution mère a une masse de 1330 g. Comme le pourcentage massique en acide nitrique est de 52, 5 %, on peut dire : 1 litre de solution mère contient m = 1330 (52, 5 g d'acide nitrique (14) - La masse molaire de l'acide nitrique est M (HNO3) = 1 + 14 + 16  3 = 63 g / mol (15) 1 litre de solution mère contient n = m / M =  / 63 = 11,08 moles d'acide (16) - La concentration molaire volumique de la solution mère est donc : cmère = n / V = 11,08 / 1 (17) cmère = 11,1 mol / L (18) b- (e) Décrivons la façon de préparer la solution diluée. La solution diluée (ou solution fille) contient : n fille = Cfille  Vfille = 0,1  0,500 = 0,050 mol d'acide nitrique. (19) Cette quantité doit être amenée par un volume Vmère de la solution mère. On a donc : n fille = n prélevé dans mère (20) Cfille  Vfille = Cmère  Vprélevé dans mère (21) 0,1  1,0 = 11,08  Vprélevé dans mère Vprélevé dans mère = 0,0090 L (22) - Préparation : On place un peu d'eau distillée dans une fiole jaugée de 1 litre. Avec une pipette graduée de 10 mL, on ajoute 9 mL de la solution commerciale. On agite puis on complète avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge. On bouche la fiole et on agite de nouveau pour homogénéiser la solution. (23) uploads/Geographie/ densite-suite.pdf