Exercices d'apprentissage : Solutions et concentration Module 3 : Phénomènes ioniques Objectif terminal 3 : La concentration des solutions aqueuses

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1 Date : Nom : Groupe : Résultat : / 50 Exercices d'apprentissage : Solutions et concentration Module 3 : Phénomènes ioniques Objectif terminal 3 : La concentration des solutions aqueuses La concentration d'une solution aqueuse se calcule en divisant la quantité de soluté par la quantité de solution. Les unités utilisées permettent de mesurer des quantités solides (g, mg, kg, ) et des quantités liquides (l, ml, dl, ). Partie A Tu dois être capable de transformer des unités de mesures. Voici un tableau qui t'aidera dans cette démarche : Changement d unités : Masse kg hg dag g dg cg mg Volume kl hl dal l dl cl ml 1. Transforme les unités suivantes. / 10 a) 500 kg = g b) 0,3 g = mg c) 0,45 kl = dl d) 0,05 dal = ml e) 34 l = ml f) 780 mg = g g) 86 cl = kl h) 3500 ml = l i) 645 cg = hg j) 230 dl = l Partie B Dans cette partie, tu dois être capable de transformer les unités de concentration en g/l. Exemple de calcul : Voici la concentration d'une solution : 250 cg/100 ml. Quelle est la concentration en g/l? Première étape : Transformer les unités au dénominateur en g : 250 cg = 2,5 g. Deuxième étape : Transformer les unités du numérateur en l : 100 ml = 0,1 l. Exercices d'apprentissage : Solutions et concentration 1

2 Troisième étape : Diviser le dénominateur par le numérateur : 2,5 g 0,1 l = 25 g/l. Réponse : La concentration est de 25 g/l. 2. Voici différentes concentrations de solutions. Transforme les unités en g/l. /10 a) 400 g/100 ml = g/l b) 2 g/4 l = g/l c) 4 mg/l = g/l d) 0,25 g/4 ml = g/l e) 50 mg/ml = g/l f) 0,50 g/20 ml = g/l g) 4500 g/200 ml = g/l h) 360 mg/l = g/l i) 280 g/40 ml = g/l j) 500 mg/ml = g/l Partie C Maintenant, tu dois pouvoir calculer la concentration en g/l d'une solution dont tu connais la quantité de soluté et la quantité de solution. Exemple de calcul : Tu utilises 25 g de sel pour créer 500 ml d'eau salée. Quelle est la concentration de cette solution? Pour trouver une concentration, on divise la quantité de soluté par la quantité de solution. Donc, la concentration est de 25 g/500 ml (il est important de garder les bonnes unités). Pour transformer la concentration en g/l, on utilise la méthode précédente : 500 ml = 0,5 l et 25 g 0,5 l = 50 g/l. Réponse : La concentration de l'eau salée est de 50 g/l. 3. Quelle serait la concentration en g/l d'une solution de 100 ml qui contient 5 g de soluté? Réponse : g/l 4. On a dissous 14 g de NaOH dans de l'eau. Le volume de cette solution est 250 ml. Quelle est la concentration de cette solution aqueuse? Réponse : g/l 5. Quelle est la concentration en g/l d'une solution aqueuse de 4 dl dans laquelle on a dissous 250 mg de HCl? Réponse : g/l Exercices d'apprentissage : Solutions et concentration 2

3 Partie D Tu dois aussi pouvoir calculer la quantité de soluté nécessaire pour faire une solution de concentration donnée. Exemple de calcul de proportion : Combien faut-il de grammes de soluté pour faire une solution de 50 ml de concentration 25 g/l? La première étape doit toujours être de s'assurer que les unités sont semblables. Dans ce cas, puisque les unités de concentration sont en g/l, il faut d'abord transformer le volume de solution en litres : 50 ml = 0,050 l. Solution : Utilise le produit croisé pour résoudre ce problème. 25 g x = 1l 0,050 l x = 25 g 0,050 l 1l x = 1,25 g (La réponse est en g parce que les l s'annulent.) Réponse : Il faut 1,25 g de soluté pour faire une telle solution. 6. Combien de grammes de soluté utiliserais-tu pour faire une solution de 125 ml de concentration 50 g/l? Réponse : g 7. Combien de grammes de soluté utiliserais-tu pour faire une solution de 500 ml de concentration 450 mg/l? / 3 Réponse : g 8. Tu veux faire 100 ml d'une solution d'eau salée de concentration 10 g/l. Quelle quantité de sel devras-tu utiliser? Réponse : g Exercices d'apprentissage : Solutions et concentration 3

4 9. Pour faire 650 ml d'une solution de concentration 2 g par 200 ml, quelle quantité de soluté devras-tu utiliser? / 3 Réponse : g Partie E Dans cette section, il te faudra calculer le volume d'une solution pour laquelle tu connais la concentration. Ce type de problème se résout presque de la même façon que les précédents. Exemple de calcul de proportion : Quel sera le volume d'une solution concentrée à 20 g pour 100 ml sachant que tu utilises 12 g de soluté? La première étape doit toujours être de s'assurer que les unités sont semblables. Dans ce cas, transformons les unités de concentration en g/l : 100 ml = 0,1 l, donc 20 g 0,1 l = 200 g/l. Solution : Utilise le produit croisé pour résoudre cette équation. 200 g 12 g = 1l x 1l 12 g x = 200 g x = 0,06 l (La réponse est en l parce que les g s'annulent.) Réponse : Le volume de la solution est donc de 0,06 l. On peut aussi transformer les unités de façon à avoir un chiffre entier, soit 6 cl. (Cette étape n'est pas obligatoire) 10. Pour avoir une concentration de 50 g/l à partir d'un échantillon de 2 g de soluté, quel volume sera nécessaire à la solution? /2 Réponse : ml 11. Quelle quantité de jus obtiendras-tu si tu utilises 3 g de poudre concentrée et qu'il faut obtenir une concentration de 15 g/l? /2 Réponse : dl Exercices d'apprentissage : Solutions et concentration 4

5 12. Quelle quantité de solution obtiendras-tu si tu utilises 10 cg de soluté pour faire une solution de concentration 5 g/100 ml? /3 Réponse : l 13. Quelle quantité de solution obtiendras-tu si tu utilises 0,5 g de soluté pour faire une solution de concentration 0,1 g/l? /2 Réponse : l Partie F Jusqu'à maintenant, la quantité de soluté a toujours été donnée en unités de masse (g, mg, kg,...) mais il existe des solutés sous forme liquide. Ainsi, il se peut que les unités de concentration soient des ml/l, des ml/ml, des dl/cl,... Dans cette section, on exprime les concentrations par des pourcentages. Par exemple, une concentration de 20 % signifie qu'on utilise 20 parties de soluté pour 100 parties de solution. Ainsi, une boisson alcoolisée à 14 % est composée de 14 ml d'alcool pour 100 ml de la boisson. Un jus de raisin dont le taux de sucre est de 5 % nous indique que pour chaque 100 ml de jus, il y a 5 g de sucre. Donc, % (m/v) signifie que la concentration est donnée en g pour 100 ml et % (V/V) signifie ml pour 100 ml. Exemple de calcul de proportion : Transforme une concentration de 35 ml/l en pourcentage. Il faut trouver le nombre de ml de soluté pour 100 ml de solution. Tu dois d'abord transformer les unités en ml. Ainsi, 1 l = 1000 ml. La concentration devient 35 ml/1000 ml. On établit donc une proportion pour 100 ml de solution. Solution : Utilise le produit croisé pour résoudre cette équation. 35 ml x = 1000 ml 100 ml x = 35 ml 100 ml 1000 ml x = 3,5 ml Réponse : Ainsi, la concentration est de 3,5 ml/100 ml, donc de 3,5 %. Exercices d'apprentissage : Solutions et concentration 5

6 14. Transforme les concentrations suivantes en pourcentage (m/v). / 4 a) 14 g/100 ml = % (m/v) a) 500 mg/100 ml = % (m/v) b) 50 g/l = % (m/v) c) 0,1 g/ml = % (m/v) 15. Quelle serait la concentration en % (V/V) d'une solution de 250 ml qui contient 20 ml de soluté? /1 Réponse : % (V/V) Exercices d'apprentissage : Solutions et concentration 6

7 Corrigé Exercices d'apprentissage : Solutions et concentration Module 3 : Phénomènes ioniques Objectif terminal 3 : La concentration des solutions aqueuses Partie A 1. Transforme les unités suivantes. a) 500 kg = g b) 0,3 g = 300 mg c) 0,45 kl = 4500 dl d) 0,05 dal = 500 ml e) 34 l = ml f) 780 mg = 0,780 g g) 86 cl = 0,00086 kl h) 3500 ml = 3,500 l i) 645 cg = 0,0645 hg j) 230 dl = 23 l Partie B 2. Voici différentes concentrations de solutions. Transforme les unités en g/l. a) 400 g/100 ml = 4000 g/l b) 2 g/4 l = 0,5 g/l c) 4 mg/l = 0,004 g/l d) 0,25 g/4 ml = 62,5 g/l e) 50 mg/ml = 50 g/l f) 0,50 g/20 ml = 25 g/l g) 4500 g/200 ml = g/l h) 360 mg/l = 0,36 g/l i) 280 g/40 ml = 7000 g/l j) 500 mg/ml = 500 g/l Partie C 3. Quelle serait la concentration en g/l d'une solution de 100 ml qui contient 5 g de soluté? Réponse : 50 g/l 4. On a dissous 14 g de NaOH dans de l'eau. Le volume de cette solution est 250 ml. Quelle est la concentration de cette solution aqueuse? Réponse : 56 g/l 5. Quelle est la concentration en g/l d'une solution aqueuse de 4 dl dans laquelle on a dissous 250 mg de HCl? Réponse : 0,625 g/l Partie D 6. Combien de grammes de soluté utiliserais-tu pour faire une solution de 125 ml de concentration 50 g/l? Réponse : 6,25 g 7. Combien de grammes de soluté utiliserais-tu pour faire une solution de 500 ml de concentration 450 mg/l? Réponse : 0,225 g Exercices d'apprentissage : Solutions et concentration (Corrigé) 1

8 8. Tu veux faire 100 ml d'une solution d'eau salée de concentration 10 g/l. Quelle quantité de sel devras-tu utiliser? Réponse : 1 g 9. Pour faire 650 ml d'une solution de concentration 2 g par 200 ml, quelle quantité de soluté devras-tu utiliser? Réponse : 6,5 g Partie E 10. Pour avoir une concentration de 50 g/l à partir d'un échantillon de 2 g de soluté, quel volume sera nécessaire à la solution? Réponse : 40 ml 11. Quelle quantité de jus obtiendras-tu si tu utilises 3 g de poudre concentrée et qu'il faut obtenir une concentration de 15 g/l? Réponse : 2 dl 12. Quelle quantité de solution obtiendras-tu si tu utilises 10 cg de soluté pour faire une solution de concentration 5 g/100 ml? Réponse : 2 ml 13. Quelle quantité de solution obtiendras-tu si tu utilises 0,5 g de soluté pour faire une solution de concentration 0,1 g/l? Réponse : 5 l Partie F 14. Transforme les concentrations suivantes en pourcentage (m/v). a) 14 g/100 ml = 14 % (m/v) b) 500 mg/100 ml = 0,5 % (m/v) c) 50 g/l = 5 % (m/v) d) 0,1 g/ml = 10 % (m/v) 15. Quelle serait la concentration en % (V/V) d'une solution de 250 ml qui contient 20 ml de soluté? Réponse : 8 % (V/V) Chaire CRSNG/Alcan pour les femmes en sciences et génie au Québec Vous avez le droit de reproduire et de distribuer ce document à des fins strictement éducatives. Il ne doit cependant pas être intégré à un recueil de textes ou d exercices ou utilisé à des fins lucratives. Exercices d'apprentissage : Solutions et concentration (Corrigé) 2