Correction du DM2 chimie

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1 Correction du DM2 chimie

2 2ème partie A – Vous voulez préparer une solution A de chlorure d'aluminium de concentration en soluté apporté cA = 1, 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, L Relation indicée : mA = cA x MA x VA MA= M(Al) + 3 M(Cl) = 27,0 + (3 x 35,5) =1, g.mol-1 mA = 1, x 1, x 1, = 2, g

3 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, mol.L-1 à partir d'une solution mère de concentration c0 = 0,80 mol.L-1. Présentation des données indispensables ! Données : c0 = 8, mol.L-1 cB = 4, mol.L-1 V0 ? VB = 5, 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)

4 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, X 5, / 8, = 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, x 342,3 = 6,8 g

5 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 !!!!!!!!!

6 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 !!!

7 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 ?

8 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)

9 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

10 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

11 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, x 1, ) + (2 x 4, x 5,0.10-2)] / (1, ,0.10-2) [Al3+] = 2, 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, x 1, ) + / (1, ,0.10-2) = 3, mol.L-1

12 DM2 chimie 2 C’est fini…