Correction du DM2 chimie

2ème partie A – Vous voulez préparer une solution A de chlorure d'aluminium de concentration en soluté apporté cA = 1,50.10-2 mol.L-1. Données : M(Cl) = 35,5 g.mol-1 M(Al) = 27,0 g.mol-1 1) Quelle est la formule du chlorure d'aluminium ? Justifiez. AlCl3 Justification : pour obtenir un solide ionique neutre électriquement, il faut 3 ions chlorure de formule Cl- pour compenser la charge d'un ion aluminium de formule Al3+. 2) Écrivez l'équation de dissolution du chlorure d'aluminium. AlCl3(s) → Al3+(aq) + 3 Cl-(aq) N’oubliez pas les états physiques ! 3) Exprimez et calculez la masse de chlorure d'aluminium à dissoudre dans 100 mL d'eau pour obtenir cette solution. Nouvelle donnée à introduire : VA = 1,00.10-1 L Relation indicée : mA = cA x MA x VA MA= M(Al) + 3 M(Cl) = 27,0 + (3 x 35,5) =1,335.102 g.mol-1 mA = 1,50.10-2 x 1,335.102 x 1,00.10-1 = 2,00.10-1 g

4) Exprimez les concentrations en ions en fonction de cA (pas de calcul). Justification : une mole de soluté apporte une mole d'ion aluminium et 3 moles d'ions chlorure. [Al3+]A = cA [Cl-] = 3 cA B – Vous voulez préparer 50 mL d'une solution B de sulfate d'aluminium de concentration cB = 4,0.10-1 mol.L-1 à partir d'une solution mère de concentration c0 = 0,80 mol.L-1. Présentation des données indispensables ! Données : c0 = 8,0.10-1 mol.L-1 cB = 4,0.10-1 mol.L-1 V0 ? VB = 5,0.10-2 L 1) Quelle est la formule ionique du sulfate d'aluminium ? Justifiez. Justification : pour obtenir une solution neutre électriquement, il faut 3 ions sulfate de formule SO42- pour compenser la charge de 2 ions aluminium de formule Al3+ 2 Al3+(aq) + 3 SO42-(aq)

2) a - Quel volume V0 de la solution mère devez-vous prélever ? Justification : la quantité de matière présente dans la solution fille est celle dans le prélèvement . c0 . V0 = cB . VB d'où Relation indicée : V0 = cB . VB / C0 A.N. : V0 = 4,0.10-1 X 5,0.10-2 / 8,0.10-1 = 2,5.10-2 L soit 25 mL b - Quelles verreries (nom et contenance) allez-vous utiliser ? J'utilise une fiole jaugée de 50 mL et une pipette jaugée de 25 mL. c - Exprimez et calculez la masse de soluté mB que vous auriez dû dissoudre pour obtenir 50 mL de solution de concentration cB. Donnée : M(sulfate d'aluminium) = MB = 342,3 g.mol-1 Relation indicée : mB = cB . VB . MB A.N. : mB = 4,0.10-1x 5,0.10-2 x 342,3 = 6,8 g

Le raisonnement se fait sur les quantités de matière !!!!!!!!! d - Exprimez les concentrations en ions en fonction de cB et la concentration en ions aluminium en fonction de celle en ions sulfate (pas de calcul). Justification : une mole de soluté apporte deux moles d'ion aluminium et 3 moles d'ions sulfate. [Al3+]B = 2cB [SO42-]B = 3 cB cB = [Al3+]B / 2 = [SO42-]B / 3 donc [Al3+]B = 2 [SO42-]B / 3 C – Vous mélangez la solution A avec la solution B. Exprimez et calculez la concentration des ions aluminium et chlorure après le mélange.  Le raisonnement se fait sur les quantités de matière !!!!!!!!!

J’ai deux boîtes de volumes différents VA et VB. Je transfère les boules de couleur dans un volume V = VA + VB Et, à présent, je compte !!!

Et, dans VA + VB, ça donne quoi ? Dans VA, j’ai : 1 boule 3 boules Dans VB, j’ai : 4 boules 6 boules Et, dans VA + VB, ça donne quoi ?

Et, pour obtenir la concentration de chaque boule, Dans VA + VB, j’ai : - 5 boules - 3 boules - 6 boules Et, pour obtenir la concentration de chaque boule, Je fais : n(boule) / (VA + VB)

Je détermine la quantité de matière de chaque type de boules Quand je mélange les solutions A et B, je mélange des « boules de couleurs différentes » et des « boules de même couleur » Je détermine la quantité de matière de chaque type de boules Rappel : n(ion) = [ion] x V

n(Al3+)A = [Al3+]A x VA = CA x VA n(Cl-)A = [Cl-]A x VA = 3 CA x VA Solution A Elle apporte : n(Al3+)A = [Al3+]A x VA = CA x VA n(Cl-)A = [Cl-]A x VA = 3 CA x VA Solution B Elle apporte : n(Al3+)B = [Al3+]B x VB = 2 CB x VB n(SO42-)A = [SO42-]B x VB = 3 CB x VB

n(Al3+)B = [Al3+]B x VB = 2 CB x VB Solutions A et B Exprimez et calculez la concentration des ions aluminium et chlorure après le mélange. Solution A n(Al3+)A = CA x VA n(Cl-)A = 3 CA x VA Solution B n(Al3+)B = [Al3+]B x VB = 2 CB x VB Les ions aluminium sont apportés par les deux solutions : Relation indicée : [Al3+] = (n(Al3+)A + n(Al3+)B) / VT = (cA x VA + 2 cB x VB) / (VA + VB) [Al3+] = [(1,50.10-2 x 1,00.10-1) + (2 x 4,0.10-1 x 5,0.10-2)] / (1,00.10-1 + 5,0.10-2) [Al3+] = 2,8.10-1 mol.L-1 Les ions chlorure sont apportés par la solution A : Relation indicée : [Cl-] = (n(Cl-)A + n(Cl-)B) / VT = (3 cA x VA + 0) / (VA + VB) [Cl-] = (3 x 1,50.10-2 x 1,00.10-1) + / (1,00.10-1 + 5,0.10-2) = 3,0.10-2 mol.L-1

DM2 chimie 2 C’est fini…