Exercice 12 : Dilution

Rappel de l'énoncé
Exercice 12 : Dilution
Le lycée Gabriel Fauré achète pour ses travaux pratiques un colorant bleu,
le bleu patenté E131.
La concentration C0 = 5,0 mol.L-1 de la solution achetée est bien trop
forte pour les expériences à réaliser. On réalise alors au laboratoire une
dilution pour obtenir un volume v =100 mL d'une solution de bleu patenté de
concentration C = 0,10 mol.L-1.
1) Quel volume de solution mère faut-il prélever pour préparer la solution
nécessaire aux TP ?
2) Détailler le protocole expérimental à suivre en précisant le matériel
utilisé.
3) Définir le facteur de dilution et le calculer.
4) On prélève v' = 50 mL de la solution préparée. Calculer la quantité de
matière de colorant prélevé.
Correction de l'exercice n°12 1) Au cours d'une dilution, la quantité de matière initiale de bleu patenté
se conserve. En notant n0 cette quantité de matière initiale et nf la
quantité de matière après dilution on a : n0 = nf soit C0.V0 = C.V
On a donc : V0 = C.V / C0
Application numérique : V0 = 0,10 . 0,100 / 5,0 = 2,0.10-3 L
Il faut donc prélever 2,0 mL de solution mère. 2) Protocole de la préparation de la solution diluée.
- A partir d'un bécher, on prélève 2mL de la solution mère à l'aide d'une
pipette jaugée de 2 mL préalablement rincée avec cette solution.
- On verse ce volume dans une fiole jaugée de 100 mL rincée initialement à
l'eau distillée et contenant un petit volume d'eau distillée (Il faut
également rincer le bouchon).
- On complète le volume de la fiole à l'eau distillée jusqu'à ce que la
base du ménisque se pose sur le trait de jauge.
- On bouche la fiole et on l'agite pour homogénéiser. 3) Le facteur de dilution k est le rapport entre la concentration de la
solution mère et celle de la solution fille. K = C0/C
Application numérique : k = 5,0/ 2,0.10-3 = 2,5.103
4) La quantité de matière de bleu patenté contenue dans le volume v' est
donnée par :
n' = C.v'
Application numérique : n'= 0,10. 50.10-3 = 5,0.10-3 mol.
Rappel de l'énoncé Exercice 13 : Lors de la combustion du fer dans le dioxygène, il se forme
de l'oxyde de fer de formule Fe2O3. On réalise la transformation chimique à
partir de 13,0 mol de fer et de 10,0 mol de dioxygène.
1) Faire le tableau d'avancement de la réaction.
2) Les réactifs sont-ils dans les proportions st?chiométriques ? Justifier.
Préciser le réactif en excès.
3) Que vaut l'avancement maximal ?
4) Quelle est la quantité de matière du réactif en excès à la fin de la
réaction ?
5) Calculer le volume de dioxygène restant en fin de réaction dans les
CNPT.
6) Quelle masse d'oxyde de fer obtient-on ?
On donne : M(Fe) = 55,8 g.mol-1 M(O) = 16,0 g.mol-1
Correction de l'exercice n°13 Remarques préalables : Au début de l'exercice, la mise en place d'un
tableau d'avancement le plus détaillé possible et comportant un bilan de
matière final permet de traiter la plupart des questions en une fois.
L'équation chimique de la transformation est écrite directement dans le
tableau. 1) Le tableau est établi en moles. |Etat |Avancement | 4 Fe + 3O2 |
| | |= 2 Fe2O3 |
|initial |X=0 |13,0 10,0|
| | |0 |
|En cours |X |13,0-4X 10,0-3X|
| | |2X |
|Final |Xmax |13,0-4Xmax=0 10,0-3Xmax=0 |
| | |2Xmax |
| | |si Xmax=3,25 si |
| | |Xmax=3,33 |
|Bilan de |Xmax=3,25 |13,0-4.3,25= 10,0-3.3,25= |
|matière final | |2.3,25= |
| | |0 0,25 |
| | |6,5 | 2) A la fin de la transformation il reste du dioxygène. Puisque tous les
réactifs n'ont pas été consommés, ils n'ont pas été introduits dans les
proportions stoechiométriques. Le dioxygène est bien sûr le réactif en
excès. 3) L'avancement maximal déterminé à l'aide du tableau précédent est
Xmax=3,25 mol. 4) Il reste 0,25 mol de dioxygène. 5) Dans les conditions normales de température et de pression, le volume de
dioxygène restant est donné par : V02= nO2.Vm
Application numérique : V02= 0,25.22,4 = 5,6 L 6) La masse d'oxyde de fer est donnée par : m(Fe2O3) = n(Fe2O3).M(Fe2O3)
Application numérique : m(Fe2O3) = 6,5. (2.55,8 + 3.16,0) = 1,0.103 g.