Seconde · Physique-chimie

Contrôle n°4 — Solutions aqueuses et concentration

Évaluation sur la dissolution, les solutions saturées et les calculs de concentration massique.

1h30 · Difficile · 3 exercices · Barème sur 20 points

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Sujet

Travaille d’abord sans consulter le corrigé. Note tes réponses et les étapes de ton raisonnement.

Exercice 1 — Dissolution et solubilité (6 points)

1. Définissez les termes suivants : soluté, solvant, solution. 2. Qu'est-ce qu'une solution saturée ? Comment peut-on reconnaître expérimentalement qu'une solution est saturée ? 3. La solubilité du chlorure de sodium (sel) dans l'eau à 20°C est d'environ 360 g/L. Que signifie cette valeur ?

Exercice 2 — Concentration massique (9 points)

On prépare une solution en dissolvant 15,0 g de sulfate de cuivre (CuSO4) dans de l'eau pour obtenir 250 mL de solution. 1. Calculez la concentration massique Cm de cette solution en g/L. Détaillez votre calcul. 2. On prélève 50,0 mL de cette solution. Quelle masse de sulfate de cuivre ce prélèvement contient-il ? 3. On ajoute de l'eau à ce prélèvement de 50,0 mL pour obtenir un volume total de 200,0 mL. Quelle est la nouvelle concentration massique de la solution diluée ?

Exercice 3 — Dilution (5 points)

On dispose d'une solution mère de permanganate de potassium de concentration Cm0 = 2,0 g/L. On souhaite préparer 100 mL d'une solution fille de concentration Cmf = 0,50 g/L par dilution. 1. Quel volume V0 de solution mère doit-on prélever ? Montrez votre raisonnement. 2. Décrivez précisément le protocole expérimental pour réaliser cette dilution en utilisant du matériel de verrerie adapté (pipette jaugée, fiole jaugée, etc.).

Corrigé et barème

Le total du barème est de 20 points. Les réponses rédigées admettent plusieurs formulations pertinentes ; compare le raisonnement, pas seulement les mots.

Exercice 1 — Dissolution et solubilité : 6 points

1. Le soluté est l'espèce chimique dissoute (ex : le sel). Le solvant est le liquide qui dissout (ex : l'eau). La solution est le mélange homogène obtenu après dissolution. 2. Une solution saturée est une solution dans laquelle on ne peut plus dissoudre de soluté à une température donnée. On le reconnaît car le soluté ajouté ne se dissout plus et reste visible au fond du récipient. 3. Cela signifie qu'à 20°C, on peut dissoudre au maximum 360 grammes de chlorure de sodium dans 1 litre d'eau pour obtenir une solution saturée.

Exercice 2 — Concentration massique : 9 points

1. Cm = m / V avec m=15,0 g et V=0,250 L. Cm = 15,0 / 0,250 = 60,0 g/L. 2. Dans 1 L, il y a 60,0 g. Dans 0,0500 L, il y a m = 60,0 × 0,0500 = 3,00 g de CuSO4. 3. La masse de soluté reste 3,00 g. Le nouveau volume est 0,200 L. Donc Cm(diluée) = 3,00 / 0,200 = 15,0 g/L.

Exercice 3 — Dilution : 5 points

1. Lors d'une dilution, la masse de soluté se conserve : Cm0 × V0 = Cmf × Vf. Donc V0 = (Cmf × Vf) / Cm0 = (0,50 × 0,100) / 2,0 = 0,025 L = 25 mL. 2. Protocole : Prélever 25,0 mL de solution mère à l'aide d'une pipette jaugée de 25,0 mL. Introduire ce volume dans une fiole jaugée de 100,0 mL. Compléter avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge. Boucher et agiter pour homogénéiser.

Comprendre, puis réessayer

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