DEVOIR SURVEILLE DE PHYSIQUE CHIMIE n° 7 - 1h – 3 mars 2009 - 2n d e4
Toute réponse doit être rédigée avec une phrase. La clarté, la précision de l’explication ainsi que l’orthographe rentrent en compte dans la notation de votre copie.
Le barème (sur 20 points) est indicatif, il est susceptible d’être modifié.
La calculatrice programmable est autorisée. Tout document est interdit.
Exercice n°1 : Solution ionique de soude 7,5 pts
La soude caustique, ou hydroxyde de sodium, est un solide blanc très soluble dans l’eau, de formule NaOH.
Dans l’eau il se dissout sous forme d’ions Na+ et OH-.
On veut préparer une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium en introduisant 5.00g de soude caustique dans une fiole jaugée de 250 mL. On remplie alors la fiole avec de l’eau distillée.
1) Calculez la masse molaire de l’hydroxyde de sodium.
2) Calculez la quantité de matière d’hydroxyde de sodium introduit dans la fiole jaugée.
3) Calculez la concentration molaire de la solution que l’on veut préparer.
4) Une fois le solide introduit dans la fiole jaugée, décrivez les différentes étapes qu’il faut effectuer pour réaliser le plus précisément possible la solution d’hydroxyde de sodium à la bonne concentration. (Textes et schémas acceptées)
Données : Masses molaires atomiques : M(H) = 1.00g/mol - M(O) = 16.0 g/mol - M(Na) = 23.0 g/mol
Exercice n°2 : Un mélange de soufre et de fer 4 pts
On veut faire réagir de la limaille de fer avec du soufre en poudre. Lorsque la réaction est complète, une mole d’atomes de fer réagit avec une mole d’atomes de soufre pour donner une mole de sulfure de fer (FeS). On pèse m = 8,24g de Fer pour faire notre réaction :
1) Quelle est la quantité de matière de fer ainsi prélevée ? 2) Quel est le nombre d’atome N correspondant ?
Données : M(Fe) = 55.8 g/mol - M(S)=32.1g/mol - NA=6.02*1023 mol-1
Exercice n°3 : Préparation de solutions d’éthanol 8.5pts
A température ordinaire, l’éthanol, ou alcool éthylique, est un liquide soluble en toute proportion dans l’eau. La formule de l’éthanol est C2H6O et la masse volumique de l’éthanol liquide est =0.789 g.mL-1. On se propose de préparer 100 mL d’une solution d’éthanol (SM) dont la concentration molaire en éthanol doit être : cM = 1.40 mol.L-1.
1) Quelle doit être la quantité de matière en éthanol contenue dans les 100 mL de solution à préparer ? 2) Quelle est la valeur de la masse molaire moléculaire de l’éthanol ?
3) Quelle doit être la masse m d’éthanol contenue dans les 100 mL de la solution à préparer ? 4) Quel est le volume V d’éthanol correspondant à cette masse m ?
On désire maintenant préparer une solution (SF) d’éthanol d’un volume de 100 mL ayant une concentration molaire plus petite égale à cF = 0.140 mol/L.
5) Comment s’appelle cette opération ?
6) Calculez le volume VM de solution mère à prélever afin de préparer cette solution.
7) Rédigez le protocole expérimental (qui comportera des phrases et/ou des schémas pour chaque étape) qui permet de préparer cette solution fille.
Vous n’oublierez pas de nommer la verrerie utilisée et de donner sa contenance.
Données : M(C) = 12.0 M(H) = 1.00 M(O) = 16.0 (en g/mol) On rappelle la formule donnant la masse volumique :
mV
Avec la masse volumique en g/cm-3 ou g/mL
m la masse en g
V le volume en cm3 ou en mL
