Cours Stage - Solutions acqueuses
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L'énoncé

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Question 1

La potasse est un solide de formule KOH et de masse molaire $M=56\,g.mol^{-1}$

On dispose d'une fiole jaugée de volume 50 mL et on veut réaliser une solution de concentration en ions $HO^{-}$ égale à $C_{HO^{-}}=2.10^{-1}\,mol.L^{-1}$. Quelle masse de potasse doit-on prélever ?

$5,6.10^{-1}\,g$

$2,8.10^{-1}\,g$

$5,6.10^{-2}\,g$

$2,8.10^{-2}\,g$

La quantité de manière en ions $HO^-$ pour atteindre la concentration voulue est :

$C=\dfrac{n}{V}\Rightarrow n=C\times V=2.10^{-1}\times 50.10^{-3}=10^{-3}\,mol$

Pour trouver la masse à prélever, on connait la masse molaire :

$n=\dfrac{m}{M} \Rightarrow m=n\times M=10^{-3}\times 56=5,6.10^{-1}\,g$

Question 2

On prélève 5 g de potasse ($M=56\,g.mol^{-1}$) que l'on dissout dans 100 mL d'eau. Quelle est la concentration en ions $HO^-$ ?

$1,12\,mol.L^{-1}$

$8,9.10^{-1}\,mol.L^{-1}$

$5,3.10^{-1}\,mol.L^{-1}$

$7,1.10^{-2}\,mol.L^{-1}$

La quantité de manière en ions $HO^-$ correspond à la quantité de matière de potasse :

$n=\dfrac{m}{M}=\dfrac{5}{56}=8,9.10^{-2}\,mol$

Dans 100 mL d'eau, la concentration devient donc :

$C=\dfrac{n}{V}=\dfrac{8,9.10^{-2}}{100.10^{-3}}=8,9.10^{-1}\,mol.L^{-1}$

 

 

Question 3

On considère une solution de 50 mL en ions chlorure de concentration $C_{Cl^-}=2,5.10^{-1}\,mol.L^{-1}$. Quel volume d'eau doit-on ajouter pour obtenir une concentration $C_{Cl^-}=5.10^{-2}\,mol.L^{-1}$ ?

150 mL

200 mL

250 mL

300 mL

Pour une dilution, on connaît la formule : 

$C_f=\dfrac{C_m}{n}\Rightarrow n=\dfrac{2,5.10^{-1}}{5.10^{-2}}=5$

Il faut donc diluer 5 fois : le volume final doit donc être de 250 mL.

Il faut donc rajouter 200 mL !

Question 4

On dispose d'une solution mère en grande quantité. Sa concentration en ions $H^+$ est de $C_m=1\,mol.L^{-1}$.

On dispose d'un fiole jaugée de $100$ mL. Quel volume de solution mère doit-on prélever pour avoir une solution fille de concentration $C_f=5.10^{-2}\,mol.L^{-1}$ ?

2 mL

5 mL

7 mL

10 mL

On sait que peut importe ce que l'on prélève dans la solution mère, on le versera dans la solution fille. Donc au cours d'une dilution, la quantité de matière est inchangée ! 

On a donc :

$n_m=n_f\Rightarrow C_m\times V_m=C_f\times V_f\Rightarrow V_m=\frac{C_f\times V_f}{C_m}=\frac{5.10^{-2}\times 100.10^{-3}}{1}=5.10^{-3}\,L$

Il faudra donc prélever 5 mL de la solution mère.

Question 5

On s'intéresse à la dissolution du sulfate d'aluminium $Al_2(SO_4)_3$ de masse molaire $M=342g.mol^{-1}.$

On dispose d'une fiole jaugée de 100 mL et on veut réaliser une solution de concentration en ions argents $C_a=5.10^{-1}mol.L^{-1}.$

Quelle masse de sulfate d'aluminium doit-on prélever ?

$8,55\,g$

$12,45\,g$

$3,22\,g$

$5,9.10^{-1}\,g$

La quantité de manière en ions argent est égale à deux fois la quantité de matière en $Al_2(SO_4)_3$ car chaque molécule de $Al_2(SO_4)_3$ contient deux ions $Al^{3+}$. Ainsi, pour atteindre la concentration voulue :

$C=\dfrac{n_{Al^{3+}}}{V}$ et $n_{Al^{3+}}=2\times n_{Al_2(SO_4)_3}$

Donc $n_{Al_2(SO_4)_3}=\dfrac{n_{Al^{3+}}}{2}=\dfrac{C\times V}{2}=\dfrac{5.10^{-1}\times 100.10^{-3}}{2}=2,5.10^{-2}\,mol$

Pour trouver la masse à prélever, on connaît la masse molaire :

$n_{Al_2(SO_4)_3}=\dfrac{m}{M}\Rightarrow m=n\times M=2,5.10^{-2}\times 342=8,55\,g$