DEVOIR N 14 DE PHYSIQUE CHIMIE

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1 NOM : Prénom : 2 nde 5 DEVOIR N 14 DE PHYSIQUE HIMIE haque réponse devra être rédigée. haque résultat doit être accompagné de son unité et donné avec un nombre de chiffres significatifs cohérent avec les données. Données : M(H)=1,00 g.mol -1 ; M()=12,0 g.mol -1 ; M(N)=14,0 g.mol -1 ; M(O)=16,0 g.mol -1 ; M(Na)=23,0 g.mol -1 ; M(K)=39,1 g.mol -1 ; M(Mn)=54,9 g.mol -1 Savoir (coef. 3) Savoir-Faire niveau 1 Savoir-Faire niveau 2 om (coef. 1) Note du 3 e trimestre 2 ème tentative SF1_14 SF1_15 SF2_10 SF2_11 SF2_12 SF2_13 Objectifs à valider Exercice n 1 «Powerade ION4 est une boisson isotonique pour le sport qui contient de l eau et du sodium perdus durant l'effort, ainsi que des glucides nécessaires pour remplacer l énergie perdue pendant l'exercice.» omposition moyenne de quelques espèces chimiques dans une bouteille de 50 cl glucose citrate de sodium vitamine B6 oncentration massique (g/l) 1,3 1, Formule brute 6 H 12 O 6 Na 3 6 H 5 O 7 8 H 11 NO 3 Quantité de matière (mol) 0, Exprimer puis calculer la concentration molaire en glucose de cette boisson. SF1_14 2. Exprimer puis calculer la masse de citrate de sodium contenue dans cette boisson. SF1_15 3. Rédiger le protocole permettant de préparer 50 cl d une solution aqueuse de citrate de sodium ayant la même concentration. SF2_12

2 4. alculer la quantité de matière de vitamine B6 présente dans cette boisson. SF2_10 On décide de diluer cette boisson pour obtenir 100,0 ml de solution fille ayant une concentration en vitamine B6 égale à 2, g/l. 5. alculer le volume de boisson à prélever pour préparer la solution fille. SF2_11 Exercice n 2 On souhaite vérifier la teneur en permanganate de potassium d une solution de Dakin 1. Proposer une démarche expérimentale pour déterminer la concentration de cette solution S sachant que vous disposez également d une solution permanganate de potassium de concentration connue. SF2_13

3 NOM : Prénom : 2 nde 5 DEVOIR N 14 DE PHYSIQUE HIMIE haque réponse devra être rédigée. haque résultat doit être accompagné de son unité et donné avec un nombre de chiffres significatifs cohérent avec les données. Données : M(H)=1,00 g.mol -1 ; M()=12,0 g.mol -1 ; M(N)=14,0 g.mol -1 ; M(O)=16,0 g.mol -1 ; M(Na)=23,0 g.mol -1 ; M(K)=39,1 g.mol -1 ; M(Mn)=54,9 g.mol -1 Savoir (coef. 3) Savoir-Faire niveau 1 Savoir-Faire niveau 2 om (coef. 1) Note du 3 e trimestre 2 ème tentative SF1_14 SF1_15 SF2_10 SF2_11 SF2_12 SF2_13 Objectifs à valider Exercice n 1 «Powerade ION4 est une boisson isotonique pour le sport qui contient de l eau et du sodium perdus durant l'effort, ainsi que des glucides nécessaires pour remplacer l énergie perdue pendant l'exercice.» omposition moyenne de quelques espèces chimiques dans une bouteille de 50 cl oncentration massique (g/l) 0,41 1,3 glucose citrate de sodium vitamine B6 Formule brute 6 H 12 O 6 Na 3 6 H 5 O 7 8 H 11 NO 3 Quantité de matière (mol) 3, Exprimer puis calculer la concentration molaire en vitamine B6 de cette boisson. SF1_14 2. Exprimer puis calculer la masse de glucose contenue dans cette boisson. SF1_15 3. alculer la quantité de matière de citrate de sodium présente dans cette boisson. SF2_10

4 On décide de diluer cette boisson pour obtenir 50,0 ml de solution fille ayant une concentration en glucose égale à 8, g/l. 4. alculer le volume de boisson à prélever pour préparer la solution fille. SF2_11 5. Rédiger le protocole permettant de préparer cette solution fille SF2_12 Exercice n 2 On souhaite vérifier la teneur en permanganate de potassium d une solution de Dakin 1. Proposer une démarche expérimentale pour déterminer la concentration de cette solution S sachant que vous disposez également d une solution permanganate de potassium de concentration connue. SF2_13

5 orrection du DS n 14 (sujet 1) Exercice 1 1. c( 6 H 12 O 6 ) = n( 6 H 12 O 6 ) / V = 0,104 / 50, = 0,208 mol/l 2. m(na 3 6 H 5 O 7 ) = cm(na 3 6 H 5 O 7 ) * V = 1,3 * 50, = 0,65 g 3. Protocole de dissolution : Poser une coupelle de pesée sur la balance et tarer-la Peser 0,65 g de citrate de sodium Verser le citrate de sodium dans une fiole jaugée de 500,0 ml (50 cl) à l aide d un entonnoir Rincer la coupelle et l entonnoir avec de l eau distillée et remplir la fiole jusqu au col Agiter jusqu à dissolution complète Ajouter de l eau distillée jusqu à ce que le bas du ménisque soit au trait de jauge Agiter pour homogénéiser la solution 4. On calcule la masse molaire moléculaire M( 8 H 11 NO 3 ) = 8*M() + 11*M(H) + 1*M(N) + 3*M(O) = 8*12,0 + 11*1,00 + 1*14,0 + 3*16,0 = 169,0 g/mol On calcule la masse de soluté m( 8 H 11 NO 3 ) = cm( 8 H 11 NO 3 ) * V= 1, * 50, = 5, g On calcule la quantité de matière de soluté n( 8 H 11 NO 3 ) = m( 8 H 11 NO 3 ) / M( 8 H 11 NO 3 ) = 5, / 169,0 = 3, mol 5. F = Vfille/Vmère = cmère / cfille Le facteur de dilution vaut F = cmère / cfille = 1, / 2, = 4 On calcule le volume de solution mère à prélever : Vmère = Vfille / F = 100 / 4 = 25,0 ml Exercice 2 1. Pour déterminer la concentration de la solution inconnue, nous pouvons réaliser une échelle de teinte à partir de la solution de concentration connue. L ensemble des solutions de concentrations connues seront placées dans des tubes à essai, ainsi que la solution inconnue. En comparant la teinte de la solution inconnue à celle de l échelle de teinte (de plus concentrée à la moins concentrée), nous placerons le tube inconnu entre deux tubes (un plus clair et l autre plus foncé) afin de déterminer un encadrement de la concentration de la

6 orrection du DS n 14 (sujet 2) Exercice 1 1. c( 8 H 11 NO 3 ) = n( 8 H 11 NO 3 )/ V = 3, / = 6, mol/l 2. m( 6 H 12 O 6 ) = cm( 6 H 12 O 6 ) * V = 0,41 * = 0,205 g 3. On calcule la masse molaire moléculaire M(Na 3 6 H 5 O 7 ) = 3*M(Na) +6*M() + 5*M(H) + 7*M(O) = 3*23,0 + 6*12,0 + 5*1,00 + 7*16,0 = 258,0 g/mol On calcule la masse de soluté m(na 3 6 H 5 O 7 ) = cm(na 3 6 H 5 O 7 ) * V= 1,3 * 50, = 0,65 g On calcule la quantité de matière de soluté n(na 3 6 H 5 O 7 ) = m(na 3 6 H 5 O 7 ) / M(Na 3 6 H 5 O 7 ) = 0,65 / 258 = 2, mol 4. F = Vfille/Vmère = cmère / cfille Le facteur de dilution vaut F = cmère / cfille = 0,41 / 8, = 5 On calcule le volume de solution mère à prélever : Vmère = Vfille / F = 50,0 / 5 = 10,0 ml 5. Protocole de dilution : Verser dans un bécher environ 15 ml de solution mère À l aide d une propipette et d une pipette jaugée de 10,0 ml, prélever 10,0 ml de solution mère (en veillant à ce que le bas du ménisque se trouve au niveau du trait de jauge) Les verser dans une fiole jaugée de 50,0 ml Ajouter de l eau distillée jusqu au col puis agiter ompléter jusqu au trait de jauge et agiter de nouveau pour homogénéiser la solution Exercice 2 1. Pour déterminer la concentration de la solution inconnue, nous pouvons réaliser une échelle de teinte à partir de la solution préparée (concentration connue). L ensemble des solutions de concentrations connues seront placées dans des tubes à essai, ainsi que la solution inconnue. En comparant la teinte de la solution inconnue à celle de l échelle de teinte (de plus concentrée à la moins concentrée), nous placerons le tube inconnu entre deux tubes (un plus clair et l autre plus foncé) afin de déterminer un encadrement de la concentration de la solution inconnue.