T.P. de CHIMIE - Détermination de quantité de matière

Remarque :   Vous répondrez aux questions posées sur une copie double (une par personne).

Objectifs :

. Déterminer une quantité de matière par différentes méthodes.

. Prélever une quantité de matière en utilisant le matériel adéquat.

A / Prélèvement d’une quantité de matière par pesée

On dispose d’un flacon de sulfate de cuivre hydraté, de formule CuSO₄, 5 H₂O.

1 ) Déterminer la masse molaire du sulfate de cuivre hydraté (expression et calcul).

2 ) Déterminer la masse de sulfate de cuivre hydraté à peser pour prélever 1,0.10^-2 mol de sulfate de cuivre hydraté.

Méthodologie pour prélever un solide :

On place le godet sur la balance électronique, puis on effectue un tarage de la balance. On prélève alors le sulfate de cuivre hydraté en utilisant la spatule métallique : le bout large au début et le fin en fin de prélèvement.

Effectuer la mesure, et la faire vérifier par le professeur une fois le prélèvement effectué.

B / Prélèvement d’une quantité de matière en solution de concentration connue

On prépare la solution de concentration connue. Pour cela, on transvase, en utilisant un entonnoir, le sulfate de cuivre hydraté dans une fiole jaugée de 100 mL. On complète alors avec de l’eau distillé, puis on agite pour rendre la solution homogène. Après dissolution totale, on complète, si nécessaire, avec de l’eau distillé jusqu’au trait de jauge.

3 ) Déterminer la concentration de la solution ainsi préparée.

On désire disposer de 1,0.10^-3 mol de sulfate de cuivre hydraté en solution.

4 ) Déterminer le volume V de la solution à prélever.

Méthodologie pour effectuer le prélèvement :

On verse une partie de la solution que l’on souhaite prélever dans le bêcher de 100 mL. On prélève alors V mL (résultat de la question 5) de cette solution à l’aide de la pipette jaugée correspondante munie d’une poire. Une fois le prélèvement effectué, on verse le contenu de la pipette dans le bêcher de 50 mL.

Effectuer le prélèvement et le faire vérifier par le professeur.

C / Prélèvement d’une quantité de matière à partir d’une solution dont on connaît la densité

5 ) Relever sur l’étiquette du flacon d’éthanol absolu les informations suivantes :

            . Masse molaire

            . Densité

6 ) On souhaite déterminer le volume d’éthanol absolu, de formule C₂H₆O, à prélever pour pouvoir disposer de 0,120 mol d’éthanol.

            a ) Déterminer la masse d’éthanol absolu (utiliser la valeur de la masse molaire trouvée à la question 7).

            b ) Déterminer la masse volumique d’éthanol absolu (utiliser la valeur de la densité trouvée à la question 7).

            c ) Déterminer enfin le volume d’éthanol absolu

Méthodologie pour effectuer le prélèvement :

On prélève un peu d’éthanol absolu dans un bêcher de 50 mL (attention : l’éthanol absolu est volatil et inflammable) que l’on verse alors dans la pipette graduée (attention à ne pas faire de bulle d’air). Puis on verse dans le second bêcher, placé en dessous de la pipette graduée, le volume V nécessaire de la solution d’éthanol absolu..

Remarque :

Mesurer la masse du second bêcher, placée en dessous de la burette, qui sert à effectuer le prélèvement pour vérifier en fin d’expérience que la masse d’éthanol absolu est bien correct.

Effectuer le prélèvement et le faire vérifier par le professeur.

7 ) Mesurer alors la masse d’éthanol absolu (par différence entre le bêcher vide et le bêcher rempli de la solution d’éthanol absolu), et conclure.

8 ) Indiquer quel est le prélèvement le plus précis entre celui que vous venez d’effectuer et celui effectué à la question 6).

D / Prélèvement d’une quantité de matière gazeuse

9 ) Déterminer le volume d’air à prélever pour disposer de 1,67.10^-3 mol d’air dans les conditions habituelles.

Prélever ce volume à l’aide d’une seringue et récupérer cette quantité d’air dans une éprouvette graduée sur la cuve à eau.

Schéma :

10 ) Mesurer le volume de gaz enfermé dans l’éprouvette graduée et indiquer la température de la salle.

11 ) En utilisant la loi des gaz parfaits (et en considérant l’air comme un mélange de gaz parfaits), déterminer la pression de l’air dans l’éprouvette graduée.

Données :

Masse molaire :           

M (C ) = 12,0 g/mol                   M ( H ) = 1,0 g/mol                    M( O ) = 16,0 g/mol

M ( S ) = 32,1 g/mol                  M ( Cu ) = 63,5 g/mol

Masse volumique : ?₀ = 1000 g/L

Dans les conditions habituelles : Volume molaire : V_m = 24,0 L/mol

Constante des gaz parfaits : R = 8,314 S.I.

Relation sur la température : T (°K ) = T ( °C ) + 273