Préparation d’une solution Préparation d’une solution

(1)

TP 2

Préparation d’une solution Préparation d’une solution

par dilution par dilution

Avant de commencer, écouter attentivement les précautions à prendre et les règles de sécurité rappelées par le professeur Objectifs

Objectifs de la séance :de la séance :

- Mettre en œuvre un protocole expérimental permettant de préparer une solution par dilution ; - Prélever un liquide à l’aide d’une pipette jaugée.

(2)

 Réaliser une dilution consiste à prélever un volume Vmère de solution mère de concentr ation en masse cmère puis à ajouter du solvant de façon à obtenir un volume Vfille de solution fille de concentr ation en masse cfille.

 Diluer k fois une solution- mère de concentr ation en masse cmère, c’est obtenir une solution fille de concentr ation en masse cfille telle que :

mère fille

c c

 k

 Facteur de dilution fd :

mère fille d

fille mère

V V

f c

 c 

(3)

1. 1. Étude préliminaire Étude préliminaire

Pour vous entrainer, complétez le tableau ci-dessous : cmère (g.L^-1)

(concentration initiale) 1,0.10^-2 2,0.10^-3 1,0.10^-2

cfille (g.L^-1)

(concentration finale) 1,0.10^-4 0,5.10^-2 1,0.10^-3

fd

(facteur de dilution) 100 2 5

Vmère (mL)

(volume de solution mère à prélever) 1 20

Vfille (mL)

(volume de la fiole jaugée – volume solution-fille) 10 50

Détail des calculs pour les colonnes 1 et 2 :

2. 2. Préparation d’une solution aqueuse diluée de glucose Préparation d’une solution aqueuse diluée de glucose

À l’aide du matériel ci-dessous, vous allez devoir préparer une solution diluée de glucose à partir de la solution mère proposée.

Pour cela, vous devez imaginer un protocole expérimental (étapes à suivre) afin de préparer cette solution diluée.

Matériel à votre disposition :

Erlenmeyer Fiole jaugée Pipette pasteur graduée

Éprouvette graduée Pipette jaugée Pipette graduée

Permet de mesurer un volume de solution qui n’a pas besoin d’être

précis

Permet de prélever des volumes très précis de solution

Permet de prélever des volumes assez précis, de valeur quelconque, de solution

(4)

On souhaite préparer V = 100 mL de solution glucosée de concentration cm2 = 10,8 g.L^–1 à partir d’une solution de glucose de concentration cm1 = 108 g.L^–1.

Q1.

Q1. Quelle masse de glucose mglucose la solution à préparer contient-elle ? Q2.

Q2. Quel volume Vmère de solution mère va-t-on devoir prélever ? Q3.

Q3. Quel sera le facteur de dilution fd de la solution fille ?

Protocole expérimental : Protocole expérimental :

 Préparer la solution glucosée.

3. 3. Application Application

Le GES 45 est un mélange de substances permettant la fabrication d'une solution réhydratante par dissolution d'un sachet dans 200 mL d'eau.

La composition moyenne d'un sachet de GES 45 est indiquée dans le tableau suivant : Composition Glucose Saccharose Ion sodium

Formule C6H12O6 C12H22O11 Na⁺

Masse (g) 3,924 3,967 0,562

On veut reconstituer 100 mL de solution similaire au GES 45.

Pour cela on dispose de glucose solide et des solutions suivantes : - S1 : solution de saccharose à la concentration cm1 = 39,67 g.L^–1 ;

- S2 : solution de chlorure de sodium (NaCl) à la concentration c2 = 28,1 g.L^–1.

Q4.

Q4. Calculer la concentration en masse de chaque constituant dans la solution préparée à partir du sachet.

Q5.

Q5. Quelle masse de glucose mglucose doit-on prélever ? Comment doit-on effectuer le prélèvement ? Q6.

Q6. Calculer les volumes V1 de solution S1 et V2 de solution S2 à prélever.

Q7.

Q7. Donner le protocole expérimental complet pour préparer cette solution.

Questions Questions

(5)

CORRECTION

1. Étude préliminaire Étude préliminaire

Tableau complété : (1,5 pt) cmère (g.L^-1)

(concentration initiale) 1,0.10^-2 2,0.10^-3 2,5.10^-2 1,0.10^-2

cfille (g.L^-1)

(concentration finale) 1,0.10^-4 1,0.10^-3 0,5.10^-2 1,0.10^-3

fd

(facteur de dilution) 100 2 5 10

Vmère (mL)

(volume de solution mère à prélever) 1 5 20 5

Vfille (mL)

(volume de la fiole jaugée – volume solution-fille) 100 10 100 50

Détail du calcul pour la 1^ère

colonne : Détail du calcul pour la 2^ème colonne :

fille d

mère

V f  V



V

^fille

  f

^d

V

^mère ^d ^mère_fille

C f  C



mère fille

d

C C

 f

;

fille d

mère

V f  V



fille mère

d

V V

 f

_{(2 pts)}

2. Préparation d’une solution aqueuse diluée de glucose Préparation d’une solution aqueuse diluée de glucose

Protocole expérimental : (2 pts)

Présentation : 1 pt

(6)

Q1.

Q1. La solution fille contiendra une masse de glucose :

mglucose = cm2 × V A.N. : mglucose = 10,8 × 100 × 10^–3 = 1,1 g (1 pt)

Q2. Il faut prélever dans la solution mère une masse égale à celle contenue dans la solution-fille :Q2.

mglucose = cm1 × Vmère 



^glucose

m re

m1

V

_è

m c

A.N. : Vmère = 1,08÷ 108 = 0,01 L = 10 mL (1 pt)

Q3.

Q3. Le facteur de dilution sera :

mère fille

d

fille imère

C V

f  

A.N. : fd = 0,6 ÷ 0,06 = 100 ÷ 10 = 10 (1 pt)

3. 3. Application Application

Q4. Concentration en masse de chaque constituant dans la solution préparée (V = 200 mL) à partir du sachet :Q4.

Composition Glucose Saccharose Ion sodium

Formule C6H12O6 C12H22O11 Na⁺

Masse (g) 3,924 3,967 0,562

Concentration en masse (g.L^–1) 19,62 19,84 2,81 (3 × 1 pt)

On prend la moitié de ce qu’il y a dans la solution initiale puisque le volume de la solution à préparer est la moitié de celui de la solution de départ.

Q5.

Q5. Calcul de la masse de glucose à peser : (M(C6H12O6) = 180 g.mol^–1)



 



-1 m

soluté soluté

solution

concentration en masse de la solution à préparer (en g.L ) m masse (en g)

V volume de la solution à préparer (en L) c

c

_m _solution

m = V

A.N. : mglucose = 3,924  2 = 1,96 g  2 g (1 pt)  cette masse sera pesée avec une balance.

Q6.

Q6. Calculs des volumes à prélever

 Calcul du volume V1 de la solution de saccharose à prélever : 1

^ère méthode : à partir du facteur de dilution

mère fille d

fille mère

V V f c

 c 

solution à préparer 1

d

saccharose 1

V V f c

 c 



saccharose solution à préparer 1

1

V c V

c

 

A.N. : V1 = 50 mL (1 pt)

(7)

2

^nd méthode : à partir des quantités de matière à prélever



 



-1 saccharose

saccharose saccharose

solution

concentration molaire en saccharose da ns GES 45 (en mol.L ) n quantité de matière de saccharose ( en mol)

V volume de la solution à

saccharose

c

_solution

n = V

préparer (en L)

 nsaccharose = csaccharose  Vsolution à préparer = c1  V1  ¹ ¹

saccharose

V

solution à préparer

V c

c

 

A.N. :

0 058

1 3

saccharose

11,6 10

, mol.L c 0,2

 

  

 ¹

0 058 0 1 1 16 10

1

, ,

V ,

^

 



_{= 50 mL}

 Calcul du volume V2 de la solution de chlorure de sodium à prélever : 1

^ère méthode : à partir du facteur de dilution

mère fille d

fille mère

V V f c

 c 

+

solution à préparer 2

d Na 2

V V

f c

c 



2

+ solution à préparer

Na

V

V c

c

 

A.N. :

0 048

1

+

3 Na

9,6 10

, mol.L c 0,2

 

  

 V2 = 10 mL (1 pt) 2

^nd méthode : à partir des quantités de matière à prélever





 



+

+ +

-1 Na

Na Na Na

solution

concentration molaire en ion sodium da ns GES 45 (en mol.L ) n quantité de matière en ion sodium ( en mol)

V volume de la solution à préparer (en L)

c

c _solution

n = V

 nNa+ = cNa+  Vsolution à préparer = c2  V2  ² ²



Na⁺

 V

solution à préparer

V c

c

A.N. :

0 048

1

 

  

+

3 Na

9,6 10

, mol.L c 0,2

 ¹

0 048 0 1 4 80 10

^

 



2

, ,

V ,

_{= 10 mL}

Q7. Protocole expérimental pour préparer la solution : (2 pts)Q7.

- Prélever 50 mL de la solution S1 à l’aide d’une pipette jaugée ; - Les verser dans une fiole jaugée de 100 mL ;

- Prélever 10 mL de la solution S2 à l’aide d’une pipette jaugée ; - Les verser dans la fiole jaugée ;

- Boucher la fiole puis agiter ;

- Peser 2 g de glucose à l’aide d’une balance électronique ; - Les verser dans la fiole jaugée ;

- Boucher la fiole et agiter jusqu’à dissolution complète du glucose ; - Remplir la fiole avec de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge ; - Boucher la fiole et agiter.

Remarque : il faut commencer par les liquides pour dissoudre correctement le solide.

(8)

FICHE TP FICHE TP

M(C6H12O6) = 180 g.mol^1

Solution mère : cglucose = 0,6 mol.L^–1 cm glucose = M(C6H12O6) × cglucose = 108 g.L^–1

 Il faut dissoudre 108 g de glucose dans 1 L d’eau Solution à préparer : cglucose = 0,06 mol.L^–1

MAIS il suffit simplement de mettre une fiole jaugée avec de l’eau et un colorant.

Source de l’activité Source de l’activité

Exercice n°18 p170 (BORDAS 2^nd, Collection E.S.P.A.C.E Lycée)