Objectif du TP.l)
Réaliser une échelle de teintes en vue de déterminer une quantité de matière et d'en déduire
une masse.
Il) Manipulations.
l) Action de l'acide nitrique sur le cuivre métal.
a) Expérience.
Peser exactement une masse m entre l et 3 g d'un morceau de tournure de cuivre.
La placer dans un erlenmeyer et sous la hotte.
Verser 20 ml d'acide nitrique concentré ( environ 7 mol/L ).
Ql) Faire un schéma de l'expérience.
Q2) Noter vos observations.
L'équation de la réaction est :
3Cu(s) + 2 N03-(aq) + 8 H+(aq) ---------> 3Cu2+(aq) + 2NO(g) + 4 H2O(g)
La transformation est terminée lorsque le morceau de cuivre a totalement disparu.
Introduire la solution obtenue dans une fiole jaugée de 100 ml contenant déjà un peu d'eau.
Rincer l'erlenmeyer avec de l'eau distillée.
Verser cette eau dans la fiole jaugée et compléter avec de l'eau distillée jusqu'au trait de
jauge.
Cette solution étant encore trop concentrée, effectuer une dilution pour obtenir 50 ml de
solution diluée 10 fois.
b) Calculs.
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Solution commerciale d'acide Nitrique
HNO3 M = 63,01 g/mol
densité : 1,32
Pourcentage massique :52,5
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Q3) Calculer la concentration molaire de soluté apporté dans la solution commerciale.
Q4) Proposer un méthode pour préparer l ,00 L ,d'une solution d'acide nitrique de
concentration molaire égale à 7 mol/L à partir de la solution du commerce.
Indiquer le matériel utilisé.
c) Conclusion.
On a donc 50 ml de solution préparée avec une masse m de cuivre.
2) Réalisation d'une échelle de teintes.
Q5) Calculer la masse de sulfate de cuivre pentahydraté nécessaire à la préparation de 200
ml d'une solution S1 de sulfate de cuivre de concentration molaire en ions cuivre égale à
0,10 moL/L.
Peser cette masse avec exactitude.
Q6) Calculer le volume de la solution Si qu 'il faut prendre pour réaliser les dilutions
permettant d'obtenir 50 ml de solution de concentrations (en moUL) en ions cuivre
suivantes :
5,0 10-2
4,5 10-2
4,0 10-2
3,5 10-2 3,0 10-2 2,5 10-2 2,0 10-2 1,5 10-2Réaliser ces dilutions. ( Chaque groupe pourra réaliser une dilution )
Introduire les solutions obtenue dans desfiolesjaugées de 50 ml et les placer dans l'ordre des
concentrations.
On a réalisé une échelle de teintes.
III) Conclusion.
Comparer la teinte de la solution obtenue dans la première manipulation à celle de l'échelle de
teintes réalisée.
Q7) En déduire un encadrement de le valeur de la concentration de cette solution.
Q8) En déduire un encadrement de la valeur de la masse du morceau de cuivre utilisé.
Vérifier que cette encadrement contient la valeur de la masse m mesurée à l'aide de la
balance.
IV) Application à une pièce de monnaie.
Refaire la même manipulation que dans le II l avec une pièce de 5 centimes.
Toute la pièce réagit.
Comparer la teinte de la solution avec l'échelle de teinte.
Q9) En déduire un encadrement de la masse de cuivre contenue dans cette pièce.
Réponses aux questions.
Ql) Schéma de l'expérience.
Q2) On observe un dégagement de vapeurs rousses de dioxyde d'azote.
La solution devient bleue, couleur caractéristique de l'existence d'ions cuivre II.
Q3) l litre a une masse de 1320 g.
Il y a 52,5% d'acide nitrique dans la solution.
fl y a donc (52,5*1320)/100 = 693 g d'acide nitrique dans l litre de solution.
La concentration molaire est égale à : c = (693/63,01) = 11 mol/L.
Q4) II faut prendre un volume égal à v = (7/11) = 0,64 L de la solution commerciale et
compléter avec de l'eau distillée jusqu'à l litre.
Q5) II faut n = c*v = 0, l *0,2 = 2 10-2 mol donc une masse m = 2 10-2 *249,7 = 5 g.
Q6)
Concentration en mol/L |
Volume de S1 en mL |
Volume total (en mL) |
5 10-2 |
25 |
50 |
4,5 10-2 |
22,5 |
50 |
4 10-2 |
20 |
50 |
3,5 10-2 |
17,5 |
50 |
3 10-2 |
15 |
50 |
2,5 10-2 |
12,5 |
50 |
2 10-2 |
10 |
50 |
1,5 10-2 |
7,5 |
50 |
Q7) Encadrement de la valeur de la concentration de la solution.
Q8) La solution de concentration c a été diluée 10 fois. Elle provient donc d'une solution de
concentration c'= c*10. On en a pris 100 ml, c'est à dire un nombre de mole égal à n = c'*0.1.
n=c*10*0,l =c
Ce nombre de mole correspond donc à une masse de cuivre m = c*63,5
| Concentration en mol/L | 5,0 10-2 | 4,5 10-2 | 4 10-2 | 3,5 10-2 | 3 10-2 | 2,5 10-2 | 2 10-2 | 1,5 10-2 |
| Masse de cuivre en g | 3,2 | 2,9 | 2,5 | 2,2 | 1,9 | 1,6 | 1,3 | 1 |