concentrations et dilutions
exercice 1 chlorure de cuivre(II)
Dans une solution de chlorure de cuivre(II)CuCl2 à 0,1 mol.L-1 quelle est la concentration effective en ions Cu2+ ? en ions Cl- ?
..
corrigé
dissolution du solide
CuCl
2donneCu
2++ 2 Cl
- autant de charges positives que de charges négatives.La solution reste électriquement neutre.
concentrations
[
Cu
2+ ]=0,1 mol.L-1 ; [Cl
- ]=2
[Cu
2+ ]= 0,2 mol.L-1exercice2 quelques solutions
1. Un litre d'une solution acqueuse de chlorure de sodium contient 0,02 mol de soluté. Calculer la quantité de soluté contenu dans 50 mL de cette solution.
2. Un litre d'une solution acqueuse de CuSO4 contient 0,10 mol de CuSO4 ( le soluté). Calculer la quantité de matière et la masse de soluté présent dans 100 mL de cette solution.
3. Calculer le volume de cette solution qui ne contiendrait que 1 g de soluté.
4. Indiquer les formules correspondantes aux noms ci-dessous : -nitrate de calcium
-sulfate d'amonium -carbonate de sodium -chlorure de magnésium ..
corrigé
Qté de matière de soluté (le solide dissout) (mol)= concentration (mol L-1 ) fois volume (litre) 0,02*0,05=
10
-3mol
même calcul : 0,1*0,1= 0,01 mol de CuSO4.
masse de soluté (g) =Qté de matière (mol) fois masse molaire CuSO4.(gmol-1) masse molaire :63,5+32+4*16=159,5 gmol-1
masse : 0,01*159,5=1,59 g
volume en mL masse de soluté en g
100 1,59
x= 100/1,59 =62,9 mL 1
le solide doit être électriquement neutre
nitrate de calcium Ca2+ et
2
NO3- Ca (NO3)2sulfate d'amonium
2
NH4+etSO42- (NH4)2 SO4carbonate de sodium
2
Na+ et CO32- Na2CO3chlorure de magnésium Mg2+ et
2
Cl- MgCl2exercice 3 sulfate de cuivre pentahydraté
Quelle masse de CuSO4,5H2O faut-il utiliser pour préparer 100 mL de solution de sulfate de cuivre de concentration molaire 0,1 mol/L?
masse atomique molaire en g mol-1: Cu=63,5 ; S=32 ; O=16 ; H=1 ..
corrigé
masse molaire du sulfate de cuivre pentahydraté: 63,5+32+4*16+5*18=249,5 gmol-1. Qté de matiére (mol) de sulfate de cuivre dans la solution
volume (litre) fois concentration (mol L-1)=0,1*0,1= 0,01 mol masse (g)=masse molaire gmol-1* qté de matière (mol)=249,5*0,01=
2,49 g
..
exercice 4 chlorure de sodium
Le sérum physiologique est une solution de chlorure de sodium. Une préparation pour une perfusion contient 0,9% en masse de NaCl.
masse atomique molaire en g mol-1: Na=23 ; Cl=35,5
1. Déterminer la concentration massique de cette solution en prenant pour la masse volumique de la solution: r = 1,0 g/cm3
2. En déduire sa concentration molaire.
.
corrigé
masse de chlorure de sodium dans un litre:0,9/100*1000= 9 g concentration massique ou titre = 9 g L-1.
concentration molaire mol L-1 = Qté matiére (mol)/ volume (L) Qté de matière (mol) = masse (g) / masse molaire (g mol-1)
9/(23+35,5)=
0,154 mol L
-1exercice 5 chlorure de baryum
On a dissout 31,2 g de chlorure de baryum dans 100 g d'eau. La densité de la solution est 1,24 . Masse molaire atomique en g.mol-1:Cl=35.5 ;Ba=137
1. Quelle est la concentration massique de cette solution?
2. Quelle est la concentration des espèces ioniques dans la solution?
..
corrigé
pourcentage massique en chlorure de baryum 31,2/131,2*100= 28,78%
densité=1,24 signifie que 1 L de solution a une masse de 1240 g et contient en masse : 1240*0,2878=
294,9 g L-1.
masse molaire du chlorure de baryum 137+2*35,5= 208 g mol-1
concentration molaire (mol L-1) = concentration massique (g L-1) / masse molaire (g mol-1) 294,9/208=1,41 molL-1
BaCl
2donneBa
2++ 2 Cl
-[Ba
2+]=1,4mol.L
-1et[Cl
-]=2,8mol.L
-1.
..
exercice 6 CuSO
4; Cu(NO
3)
2,3H
2O ; dilution H
2SO
41. Didier veut préparer 500ml d'une solution de sulfate de cuivre(II) de concentration molaire 75mmol L-1 à partir de cristaux anhydres considérés comme purs.
• Ecrire l'équation-bilan de mise en solution.
• Quelle est la concentration molaire effective des ions de cette solution ?
• Quelle masse de ce solide faut-il dissoudre pour préparer cette solution ?
1. en réalité,Didier a préparé la solution en utilisant, par inadvertance,du nitrate de cuivre(II)trihydraté!
• Ecrire la formule statistique de ce composé chimique.
• Calculer sa masse molaire.
• Quelle est en définitive la concentration molaire de la solution préparée par Didier?
1. Au laboratoire de chimie,une bouteille porte comme seules indications,les inscriptions suivantes:
Solution d'acide sulfurique H2SO4;900mL
Pourcentage massique en acide:96%;d=1,83;M=98,08.
• Que veulent dire les inscriptions"d=1,83;M=98,08?"
• Manque-t-il des unités?
• Calculer la masse d'acide sulfurique pur contenu dans la bouteille.
• Quelle est sa concentration massique?
• Quelle est sa concentration molaire?
• Pour préparer 1L d'une solution diluée,on utilise un volume v=20mL de l'acide concentré contenu ds la bouteille.Décrire le protocole de la préparation de l'acide dilué,sous forme de schémas annotés.
• Quelle est la concentration molaire de la solution diluée d'acide sulfurique?
.
corrigé
CuSO
4donne Cu
2++ SO
42-[Cu
2+]=[SO
42-]=0,075 mol L
-1.
masse (g) = masse molaire (gmol
-1)* qté de matière (mol)
0,075/2=
0,0375 mol dans 0,5 L
(63,5+32+4*16)*0,0375
=5,98 g Cu(NO
3)
2,3H
2O
masse molaire :
63,5+2*(14+3*16)+3*18 = 241,5gmol-1 qté de matière (mol) =masse (g) / masse molaire (gmol
-1)
5,98/241,5=
0,0247 mol
dans 0,5 Lconcentration (mol L
-1) =qté de matière (mol) / volume (L)
0,0247/ 0,5 =
0,0495 mol L
-1densité par rapport à l'eau, nombre sans unité. La masse de 1 L de liquide est égale à 1830 g donc masse du liquide : 1830*0,9=
1647g
98,08 g mol-1 masse molaire de l'acide sulfurique masse d'acide pur dans la bouteille: 1647*0,96=
1581,12 g
titre massique : 1581,12 / 0,9 =
1756,8 g L
-1.
concentration molaire (mol L
-1) = titre massique (g L
-1) / masse molaire (g mol
-1)
[H2SO4] = 1751,12 / 98,08 =
17,85 mol L
-1. prélever 20 mL de la solution mère à la pipetteplacer dans une fiole jaugée de 1 L compléter avec de l'eau distilée
concentration solution diluée : 20/1000*17,85 =
0,357 mol L
-1.exercice 7 bromure de cuivre(II)
dilutionOn dispose d'une solution mère So de bromure de cuivre (II) à Co = 0,2 mol par litre.
1. Quelle est la concentration molaire des ions présents dans la solution?
2. Quel volume Vo de la solution mère faut il utiliser pour préparer V1 = 250 mL de solution fille S de bromure de cuivre à C1 = 0,04 mol par L ?
Quel volume Vo' de solution mère faut il utiliser pour préparer 100mL d'une solution fille S' de bromure de cuivre telle que la concentration en ions bromure [ Br-] soit de 0,2 mol par L ?
.
corrigé
CuBr
2donneCu
2++ 2 Br
-la quantité de matière d'ion bromure est égale à 2 fois la quantité de matière d'ion cuivre [ Cu2+ ] = 0,2 mol L-1 ; [Br-] = 0,4 mol L-1.
Quantité de matière de la solution mère prélevée à la pipette:
concentration sol mère (mol L-1) * volume pipette (L) =
0,2 V
Quantité de matière de la solution diluée contenue dans la fiole jaugée:
concentration sol diluée (mol L-1) * volume fiole (L) =0,04*0,25 =
0,01 mol
0,01 = 0,2 V donc
V=0,05 L
Danger !!!! on donne la concentration en ion Br
-donc [Cu
2+]
finale= 0,1 mol L
-1.
même calcul 0,2*V'0=0,1*0,1 donc V'0=0,05 L
exercice 8 sulfate de zinc et sulfate d'aluminium électoneutralité
On mélange:
• 100mL de solution de sulfate de zinc à 0,2molL-1
• 50 mL d'une solution de sulfate d'aluminium à 0,2 molL-1.
1. Quelles sont les concentrations des ions présents dans le mélange.
2. vérifier l'électroneutralité de la solution . ..
corrigé
Al
2(SO
4)
3donne2 Al
3++ 3 SO
42-ZnSO
4 donneZn + SO
42-Qté de matière(mol)=volume(L) * concentration (molL
-1)
Al3+ Zn2+ SO42-
Qté de matière (mol)
2
*0,05*0,2= 0,023
*0,05*0,2= 0,03 Qté de matière (mol) 0,1*0,2= 0,02 0,1*0,2= 0,02total 0,02 0,02 0,05
concentration mol L-1 0,02/0,15=
0,133
0,02/0,15=0,133
0,05/0,15=0,333 3[Al
3+] + 2 [Zn
2+] = 2 [SO
42-]
3*0,133 + 2*0,133 = 2*0,333
exercice 9 calculs de concentrations
Dans une fiole jaugée de 250 mL, on introduit 1,39 g de chlorure de calcium solide (CaCl2 ) , 3,1 g de chlorure de sodium solide, 10 mL de solution de chlorure de sodium à 0,5 mol L-1 et de l'eau distilée jusqu'au trait de jauge.Ca=40 ; Na=23 ; Cl=35,5 gmol-1.
1. Quelles sont les concentrations des ion Ca2+, Na+, Cl- ? 2. Vérifier que la solution est électriquement neutre.
.
corrigé
masse molaire gmol-1 NaCl :58,5 CaCl2 : 111
Qté matière mol
Na+ Ca2+ Cl-
3,51/58,5=0,06
0,02*0,5=0,01 1,39/111=0,0125
3,51/58,5=0,06 0,02*0,5=0,01
2
*1,39/111=0,025 concentration mol L-1 0,07/0,25=0,28
0,0125/0,25=0,05
0,095/0,25=0,38
[Na+]+
2
[Ca2+]=[ Cl-] solution électriquement neutre 0,28 +2*0,05=0,38exercice 10 masse d'un litre de vinaigre
Un vinaigre est dilué 10 fois. L'equivalence du dosage de 10 mL de ce vinaigre dilué par de la soude à 0,1 molL-1 s'est produite pour un volume de un centilitre soit 10 mL.
Calculer la masse d'un litre de vinaigre. on rappelle que la densite de l'acide acétique constituant principal du vinaigre est d=1,05.
..
corrigé
à l'équivalence acide base CaVa=CbVb Ca=0,1 molL-1 solution diluée vinaigre C= 1 mol L-1 ou 60 g L-1.
masse de 1 L de vinaigre = masse d'acide acétique + masse d'eau 60 g de vinaigre occupe un volume de :60/1,05=57,14 mL
soit 1000-57,14= 942,8 mL d'eau ou 942,8 g masse de 1 L vinaigre= 60+942,8 =
