Séquence 1 : Découvrir la solubilité d'une solution aqueuse

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1 LES SOLUTIONS AQUEUSES Objectifs : - Découvrir la solubilité d'une solution aqueuse. - Définir concentration massique et concentration molaire. - Identifier des ions en solution. - Reconnaître le caractère acide ou basique d'une solution. - Déterminer le ph d'une solution. - Etudier les variations du ph en fonction de la concentration. Séquence 1 : Découvrir la solubilité d'une solution aqueuse Expérience MATERIEL 1- Trois tubes à essais étiquetés A, B, et C 2- Chlorure de sodium (NaCl) 3- Balance de précision 4- Un chauffe tube à essais MODE OPERATOIRE 1- Verser 10 ml d'eau dans les trois tubes à essais. 2- Ajouter 1g de chlorure de sodium dans le tube A, 2g dans le tube B et 3,8g dans le tube C. tube A + 1g de NaCl tube B + 2g de NaCl tube C + 3,8g de NaCl Observations 1- On bouche, on agite, qu observe t-on? Tube A :.. Tube B :.. Tube C :.. 2- On chauffe C que constate t-on? 3- On laisse refroidir le tube C: qu observe t-on? Document L équation de dissolution des cristaux de chlorure de sodium NaCl est :.. L eau est le...et le chlorure de sodium est.. Quand le solvant est de l eau on obtient une solution aqueuse La dissolution du chlorure de sodium dans l eau donne une solution aqueuse contenant entre autres les ions : La solution est.quand il n est plus possible de dissoudre de soluté. La d un soluté dans l eau est la quantité maximale de soluté que l on peut dissoudre dans un litre d eau à température donnée ; on l exprime en...ou en.. La solubilité d un composé dépend de la température. (en chauffant le tube C, tous les cristaux de Na Cl se sont dissous)

2 Séquence 2 : Définir la concentration massique et la concentration molaire. Document : Sur l'étiquette d'une bouteille d'eau minérale figure la formule des ions qu'elle contient, accompagnée de leur concentration massique. Application : a) Sur l'étiquette du document, la concentration massique de l'ion calcium Ca 2+ a pour valeur elle s'exprime en... par.... b) Identifier les ions présents dans l eau minérale Formule Nom Concentration en. Document La concentration massique c m d'un constituant d'une solution est : la... de ce constituant exprimée en. dissoute dans le... de solution exprimé en.. La concentration molaire c d'un constituant d'une solution est : la... de ce constituant exprimée en. dissoute dans le... de solution exprimé en.. Nota : la concentration d un ion est notée entre crochets : ex [Ca 2+ ] = 4, g/l

3 Document L équation de dissolution des cristaux de chlorure de sodium NaCl est : L eau est le solvant et le chlorure de sodium est le soluté. Quand le solvant est de l eau on obtient une solution aqueuse La dissolution du chlorure de sodium dans l eau donne une solution aqueuse contenant entre autres les ions : ions sodium Na + et ions chlorure Cl La solution est saturée quand il n est plus possible de dissoudre de soluté. La solubilité d un soluté dans l eau est la quantité maximale de soluté que l on peut dissoudre dans un litre d eau à température donnée ; on l exprime en g/l ou en mole par litre (mol/l). La solubilité d un composé dépend de la température.(en chauffant le tube C, tous les cristaux de Na Cl se sont dissous)

4 Séquence 3 : Reconnaître le caractère acide ou basique d'une solution Principe : Pour déterminer le caractère acide, basique ou neutre d une solution aqueuse, on peut utiliser les indicateurs colorés suivants : Hélianthine ( HEL ) Bleu de Bromothymol ( BBT ) Phénolphtaléine ( PPHT ) Dans 3 tubes à essais, verser 2 à 3 cm 3 de la solution à étudier dans le 1 ier tube verser quelques gouttes d Hélianthine et noter la couleur obtenue dans le 2 ième tube verser quelques gouttes de Bleu de Bromothymol et noter la couleur obtenue dans le 3 ième tube verser quelques gouttes de Phénolphtaléine et noter la couleur obtenue on note la couleur obtenue Expérience : MATERIEL 1- Trois tubes à essais 2- Solutions à étudier : Solution acide Solution neutre Solution basique 3- Indicateurs colorés : Flacon d'hélianthine Flacon de Bleu de Bromothymol Flacon de Phénolphtaléine MODE OPERATOIRE 1- Verser environ 2 à 3 cm 3 de la solution acide dans chaque tube à essais. 2- Ajouter quelques gouttes d'hélianthine dans le premier tube. 3- Ajouter quelques gouttes de Bleu de Bromothymol dans le second tube. 4- Ajouter quelques gouttes de Phénolphtaléine dans le troisième tube. 5- Noter les couleurs obtenues dans le tableau ci-dessous 5- Laver les tubes à essai et répéter les opérations de 1 à 4 pour chacune des autres solutions (solution neutre et solution basique) Observations : Noter (et colorier) dans chaque case la couleur obtenue Solution Acide Solution Neutre Solution Basique + qqs gouttes d Hélianthine + qqs gouttes de Bleu de Bromothymol + qqs gouttes de Phénolphtaléine Conclusion

5 Séquence 4 : Déterminer le ph d'une solution. Définition : Le ph (potentiel Hydrogène) est un une grandeur qui varie de 0 à 14. Le ph est fonction de la concentration en ions Hydrogène : H + (ion Hydronium : H 3 O + ) Le caractère d une solution dépend de la concentration en ions [ H + ] Document : Pour déterminer le caractère d une solution on peut utiliser les méthodes suivantes Indicateurs colorés ou indicateur acido-basique: Un indicateur acido-basique est une substance qui ajoutée à une solution aqueuse va la colorer en fonction du ph de cette solution. La plupart du temps il donne deux couleurs distinctes et dans une zone de 1,2 à 2,0 unités de ph des teintes correspondantes au mélange de ces deux couleurs, c'est la zone de virage de l'indicateur. Papier ph : Il se présente sous la forme de bandelettes de papier imprégnées de réactifs qui changent de couleur selon le ph de la solution. Le ph - mètre: Le ph-mètre est un appareil de mesure qui permet de déterminer avec précision le ph d'une solution. Il est constitué généralement d'une électrode en verre reliée à un convertisseur numérique. Le calcul: A une température donnée, pour toute solution aqueuse acide, neutre ou basique, le produit de la concentration molaire en ions H + par la concentration molaire en ions OH - est constant. A 25 C, [H + ] [OH - ] = Le produit [H + ] [OH - ] = est appelé produit ionique de l'eau et désigné par le symbole K e. Il faut connaître la concentration de la solution en ions Hydrogène : H + ou en ions Hydroxyde OH La relation entre ph et concentration en ions H + ( H 3 O + ) est : ph = log [ H + ] ) et [ H + ] = 10 - ph Solution acide :. < ph <... Solution neutre : ph =... Solution basique :. < ph <...

6 Séquence 4 : Déterminer le ph d'une solution. Expérience : MATERIEL : 1- Papier ph 2- Soucoupes et agitateur 3- Solution aqueuse d'acide chlorhydrique à 10-2 mol/l 4- Solution aqueuse d'hydroxyde de sodium à 10-2 mol/l 5- Soda 6- Eau salée 7- Eau distillée MODE OPERATOIRE 1- Découper un petit morceau de papier ph, puis placez-le sur la soucoupe. 2- Trempez l'agitateur dans la solution d'acide chlorhydrique, puis déposez une goutte de solution sur le morceau de papier ph. 3- Utilisez l'échelle des couleurs qui figure sur le couvercle du rouleau de papier ph pour déterminer le ph de la solution. Notez ce ph dans le tableau. 4- Lavez l'agitateur à l'eau du robinet, puis rincez-le avec de l'eau distillée. 5- Répétez les opérations 1 à 4 pour le soda, l'eau distillée, l'eau salée et la solution basique. Solution Acide Soda Eau distillée Eau salée Basique ph Observations : Conclusion :

7 Séquence 5 : étudier les variations du ph en fonction de la concentration Expérience : MATERIEL 1- ph-mètre 2- Eau distillée 3- Trois solutions aqueuse d'acide chlorhydrique: Solution A à 10-2 mol/l Solution B à 10-4 mol/l Solution C à 10-6 mol/l 4- Trois solution aqueuse d'hydroxyde de sodium: Solution F à 10-2 mol/l Solution E à 10-4 mol/l Solution D à 10-6 mol/l 5- Six béchers de 50 ml MODE OPERATOIRE 1- Remplissez un bécher au tiers de sa contenance avec la solution A. 2- A l'aide du ph-mètre, mesurez le ph de la solution A. 3- Notez le résultat de la mesure dans le tableau. 4- Rincez l'électrode du ph-mètre à l'eau distillée, essuyez-la avec précaution. 5- Répétez les opérations 1 à 4 avec les solutions B à F et avec l'eau distillée. Solution A B C Eau D E F ph Observations : Conclusion :

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