I) Cours

La mesure en chimie

Paul Tibérini


chap I. Quantité de matière 3

I. Cours : Quantité de matière 3

II. Activité Une analyse de sang 4

III. Exercice quantité de matière 6

IV. TP1 Bilan de matière réalisé par mesure de volume gazeux 11

V. TP1 décomposition de NaHCO3 par la chaleur 14

chap II. Solution électrolytiques 16

VI. Activité 16

VII. Cours 18

VIII. TP2 Préparation d'une solution 20

IX. TP Solubilité et précipitation : application à la
caractéristisation des ions en solutions 22

chap III. Suivi d'une transformation chimique 24

X. Activités ? 24

XI. Cours 24

XII. Tp :Etude d'une réaction chimique par mesure de P 25

chap IV. Conductance et conductivité 26

XIII. Activité 26

XIV. Cours Conductance 27

XV. TP IV Conductimétrie 30

XVI. TP A4 : Dosage par étalonnage utilisant la conductance 31

chap V. Réactions acido-basiques 32

XVII. Activité 32

XVIII. Cours 35

XIX. Dosage conductimétrique de l'acide chlorhydrique par la soude
37

XX. Dosage conductimétrique de l'acide chlorhydrique par la soude
38

XXI. TP : Les indicateurs colorés 40

XXII. TP 41

XXIII. Activité 45

XXIV. Cours 45

XXV. Tp :titrage colorimétrique 47

XXVI. 48

XXVII. Activité 48

XXVIII. Cours 48

XXIX. Notations, unités et valeurs 50

XXX. Tp 51

Titrage acide-base utilisant la conductance 51


Quantité de matière


1 Cours : Quantité de matière


Les masses en chimie

Les masses des particules de l'atome
La masse atomique
Problème= la masse atomique est inaccessible

La quantité de matière

Le nombre d'Avogadro
La mole ou quantité et le nombre d'Avogadro
La quantité de matière.
La masse molaire

Comment déterminer une quantité de matière


Par pesée

Relation entre la masse mesurée, la masse molaire et la quantité de
matière
Exemples

Par mesure du volume pour les gaz

La loi d'avogadro-Ampère
Le volume molaire dépend de la température
D'où vient le volume molaire : modèle des gaz parfaits
Relation entre la quantité de matière, le volume mesuré et le volume
molaire.
exemples

Cas d'une solution

Vocabulaire : solution, soluté solvant,
Concentration molaire et massique
Relation entre la concentration le volume et la quantité de matière.
Tous les problèmes de dilution seront abordés dans le chapitre sur les
solutions ionique





2 Activité Une analyse de sang


Données :

Les mesures des quantités de matière ont une importance capitale dans le
domaine de la santé. Elles donnent lieu à de nombreuses analyses comme
celles de certaines espèces chimiques contenues dans le sang. Si la valeur
de leur concentration n'est pas comprise dans un intervalle donné, une
pathologie est alors détectée.




les tableaux ( et ( sont extraits d'une analyse de sang fournie par un
laboratoire.

|tableau ( : Chimie du sang |
|Espèce |Concentration massique |Normes de concentration molaires |
|analysée |(g.L-1) |(mmol.L-1) |
|Urée |0,37 |3 à 8 |
|Créatinine |0,012 |0,053 à 0,115 |
|Glycémie à |1,25 |4,45 à 6,40 |
|jeun | | |
|tableau ( : Bilan lipidique |
|Espèce |Concentration massique |Normes de concentration molaires |
|analysée |(g.L-1) |(mmol.L-1) |
|Cholestérol |2,49 |4,00 à 6,50 |
|total | | |
|Triglycérides|1,34 |0,34 à 1,70 |
|Cholestérol |0,43 |1,00 à 1,95 |
|HDL | | |


On donne les informations suivantes :

- l'urée a pour formule OC(NH2)2 ;




- la créatine ou acide méthylguanidino-acétique est une substance azotée ;
c'est un produit intermédiaire du métabolisme des protides ; elle est
transformée en créatinine par réaction interne ;




- la glycémie représente le taux de glucose dans le sang (l'augmentation
de la glycémie, hyperglycémie, est le signe essentiel du diabète) ; la
formule semi-développée du glucose est :

HOCH2-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO




- le cholestérol est une molécule complexe de formule brute C27H45OH ;

- le cholestérol HDL (high density lipoprotéins), de même formule
brute C27H45OH, aide à la protection des vaisseaux ;

-

- les triglycérides sont des triesters du glycérol (ils représentent 95 %
des corps gras).

La masse molaire moyenne des triglycérides rencontrés dans le sang est : M
= 887 g.mol-1.







|Elément chimique |H |C |N |O |
|Masse molaire atomique |1,0 |12 |14 |16 |
|(g.mol-1) | | | | |
|Numéro atomique |1 |6 |7 |8 |














Questions :

1. Donner la formule brute de la molécule de glucose.




2. Les tableaux ( et ( indiquent la concentration massique d'une espèce
dissoute.

- Définir les grandeurs notée t ou cm, dans le tableau.

- Quelle relation existe-t-il entre elles ?




Compléter le tableau suivant :


|Substances |Masse molaire M |Concentration massique |Concentration |
| |(g.mol-1) |t |molaire c |
| | |(g.L-1) |(mmol.L-1) |
|Urée | | | |
|Glucose | | | |
|Cholestérol | | | |
|total | | | |
|Triglycérides | | | |
|Cholestérol | | | |
|HDL | | | |


4. Utiliser les normes données dans les deux premiers tableaux pour dire
si le patient est en bonne santé.




Compléter le tableau suivant
|Espèce |Concentration |Masse correspondante |Concentration massique |
| |molaires | | |
| |(mmol.L-1) | | |
|Urée |3 | | |
|Créatinine|0.053 | | |
|Glycémie à|4.45 | | |
|jeun | | | |







3 Exercice quantité de matière


Quelques définitions

( une mole contient autant d'entités élémentaires qu'il y a d'atomes dans
12 g de carbone 12C6
c'est-à-dire : une mole contient 6,02 x 1023 entités élémentaires
(NA = 6,02 x 1023 mol-1 est une constante appelée nombre d'Avogadro)


( quantité de matière : c'est le nombre d'entités chimiques identiques
dans un échantillon, exprimé en mol.


( masse molaire : c'est la masse d'une mole de substance
Remarque : pour déterminer la masse molaire d'un atome, il suffit
d'utiliser la classification périodique des éléments, la masse molaire
correspond à « A » (nombre de masse) dans l'écriture ZXA.


( masse volumique :
- c'est la masse en kg de 1 m3 de substance la masse volumique s'exprime
alors en kg.m-3
- c'est le quotient de la masse d'un corps par son volume (attention, la
masse volumique dépend des conditions de température et de pression)
Ex : masse volumique de l'eau : 1 kg/L = 1000 g/L = 1000 kg/m3
Ex : masse volumique de l'air : 1,27 g/L


( densité : c'est le quotient de la masse d'un certain volume d'une espèce
chimique sur la masse du même volume d'eau (si la substance est un solide
ou un liquide) ou d'air (si la substance est un gaz)


( température absolue :
- la température est due à l'agitation des molécules : plus la vitesse des
molécules est grande, plus la température est élevée
- Le zéro absolue (T = 0 Kelvin) correspond à une absence totale
d'agitation thermique, toutes les températures absolues utilisées sont donc
positives


(Gaz
- description au niveau microscopique : un gaz est constitué de
molécules plus ou moins éloignées, en mouvement permanent et désordonné, et
qui subissent des chocs plus ou moins nombreux entre elles (ou avec les
parois)
- gaz PARFAIT : c'est un gaz théorique pour lequel les molécules sont
assimilées à des points matériels et dans lequel il n'y a pas
d'interactions entre les molécules autres que celles lors des chocs.
- Un gaz réel peut être considéré comme un gaz parfait si les molécules
qui le constituent sont très éloignées les unes des autres (niveau
microscopique) , c'est-à-dire si la pression du gaz est faible (niveau
macroscopique) Les variables d'état vérifient alors l'équation d'état des
gaz parfait :
p x V = n x R x T (avec R = 8,314 J.mol-1 .K-1 ).
- loi de Mariotte : Pour une quantité de matière donnée d'un gaz, à
température constante, le produit pression par volume est constant


( pression : elle est due aux chocs