DS Solutions aqueuses et corrigé 2nde

Pages: 5 (1106 mots) Publié le: 20 janvier 2014
Interrogation 2° CHIMIE
durée : une heure ; calculatrice autorisée ; le sujet comporte 1 page.

Données : NA = 6,02.1023 mol-1 ; M(C) = 12,0 g.mol-1 ; M(H) = 1,00 g.mol-1 ; M(N) = 14,0 g.mol-1 ; M(O) = 16,0 g.mol-1 ; M(Cu) = 63,5 g.mol-1 ; M(S) = 32,1 g.mol-1 ;

Exercice 1 : (5,5 points)
Le café contient, entre autresconstituants, de la caféine de formule brute C8H10N4O2.
1. Sachant qu’une tasse a un volume moyen V = 12,0 mL et que la masse volumique de la caféine est ρCaféine = 2,0 g.L-1 (On rappelle que la masse volumique ρ est la masse m d’un volume V donné par la relation ρ = m/V), calculer la masse m de solution de caféine qu’il y a dans cette tasse de café.
2. En fait, la masse de caféine mcaféine est 100fois plus faible que la masse m de la solution de caféine ; que vaut mcaféine ?
3. En déduire la concentration massique en caféine dans la tasse.
4. Calculer la masse molaire moléculaire de la caféine qui a pour formule brute C8H10N4O2.
5. Calculer la quantité de matière de caféine (notée ncaféine) présente dans la tasse de café.
6. Calculer la concentration molaire volumique en caféine dans latasse de café.

Exercice 2 : (11,5 points)
A température ordinaire, le sulfate de cuivre pentahydraté, est un solide soluble dans l’eau. Sa formule brute est (CuSO4, 5 H2O).
On se propose de préparer V = 100 mL d’une solution de sulfate de cuivre pentahydraté dont la concentration molaire en sulfate de cuivre pentahydraté est CCuSO4,5H2O = 0.10 mol.L-1.
1. Préciser quel est le soluté etquel est le solvant dans la solution à préparer.
2. Quelle est la quantité de matière en sulfate de cuivre pentahydraté nCuSO4,5H2O contenue dans V = 100 mL de solution à préparer ?
3. Quelle est la masse de sulfate de cuivre pentahydraté mCuSO4,5H2O à prélever pour préparer ces 100 mL de solution ?
4. Rédiger le protocole expérimental permettant de préparer cette solution.
A partir de cettesolution on souhaite préparer V’=100 mL de solution de sulfate de cuivre pentahydraté de concentration C’ CuSO4,5H2O = 0,010mol.L-1.
5. Comment s’appelle cette opération ?
6. Déterminer le facteur de dilution.
7. Calculer le volume Vp de solution mère à prélever pour préparer cette solution ?
8. Rédiger le protocole expérimental permettant de préparer cette solution.
9. On souhaite préparerune solution S’’ de concentration 0,020 mol.L-1. A partir de quelle solution peut-on fabriquer S’’ ? Justifier votre réponse.

Exercice 3 : (3 points)
« On ne donne pas les substances à usage homéopathiques telles quelles. On les dilue, ce qui permet d'éviter leurs effets toxiques directs et aussi de renforcer leur pouvoir curateur. (..)
On part de la substance de base (la teinture mère T.M)et on procède par dilutions successives au 1/100. La première dilution, ou première centésimale hahnemannienne ou 1 CH, consiste en 1 goutte de teinture mère additionnée de 99 gouttes de solvant et agitée vigoureusement. On prend 1 goutte de cette 1 CH, on ajoute à nouveau 99 gouttes de solvant, on agite et on obtient la deuxième centésimale hahnemannienne ou 2 CH, etc. (..). .
Les scientifiquespeuvent critiquer cette méthode et démontrer aisément qu'entre la 11 CH et la 12 CH il n 'y a plus de molécule ».
(Texte extrait de L 'homéopathie pour mes enfants du docteur Alain Horvileur, Hachette Pratique, 1999.)

1) Quelle est la concentration molaire en espèce chimique active d'une solution 1 CH, 2 CH, 3 CH puis 12 CH sachant que ces solutions filles sont préparées à partir de lasolution mère de concentration 1,0 mo1.L-1 ?
2) Calculer la quantité de matière puis le nombre de molécules actives dans 1 L d'une solution 2 CH puis 12 CH. Justifier la fin du texte ci- dessus.
Corrigé
Exercice 1 :
1. Masse m de solution de caféine dans la tasse de café :
m = ρcaféine x V = 2,0 x 12,0.10-3 = 2,4.10-2 g = 24 mg.
2. Masse mcaféine de caféine dans la tasse :
mcaféine = m / 100...
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