TP n°5 - physiquepovo

T.P. n°5 : Prélèvement de quantités de matière et préparations de solutions aqueuses.
1. Rappels : qu’est-ce qu’une solution aqueuse ?
• Introduis grâce à une spatule quelques cristaux de permanganate de potassium dans un tube à essai.
Décris l’aspect de ces cristaux (Attention, ils sont très tâchants !) :
0,5
• ajoute grâce à la pissette 4 ou 5 mL d’eau distillée dans le tube à essai (1mL correspond à une hauteur
d’environ 1cm dans le tube). Bouche le tube avec un bouchon et agite… que constates-tu ?
1
• Rince le bouchon utilisé avant de le reposer sur la paillasse…pourquoi ?
0,5
On dit que le permanganate de potassium s’est dissout dans l’eau (et non pas que les cristaux ont fondu ! pour
les faire fondre, il faudrait chauffer à une température très élevée).
L’eau est appelé le solvant.
Le permanganate de potassium est le soluté.
En dissolvant un soluté dans le solvant « eau », on obtient une solution aqueuse de ce soluté, soit ici une
solution aqueuse de permanganate de potassium.
2. Préparation d’une solution aqueuse par dissolution d’un composé solide :
Tu disposes d’un flacon contenant des cristaux de permanganate de potassium de formule KMnO4(s).
• Calcule la masse molaire du permanganate de potassium en cherchant les masses molaires atomiques dont
tu as besoin dans le tableau périodique.
1
•
Combien faut-il de môle de KMnO4(s) pour préparer un volume V=100mL d’une solution aqueuse de
KMnO4 de concentration en soluté apporté C1 = 0,100mol.L−1 ? On notera cette solution S1.
•
Quelle masse m de ces cristaux faut-il prélever pour cela ?
•
Pèse cette masse m de cristaux dans un bécher posé sur une balance initialement tarée.
Tu prélèveras ces cristaux en t’aidant d’une spatule.
•
Rince une fiole jaugée de 100,0mL (avec de l’eau distillée).
1
1
A l’aide d’un entonnoir à solide, introduis les cristaux de KMnO4(s) dans la fiole jaugée.
Rince bien l’entonnoir avec de l’eau distillée afin de ne pas perdre de soluté.
Remplis environ aux 2/3 d’eau distillée la fiole jaugée à l’aide de la pissette.
Bouche la fiole puis agite jusqu’à dissolution complète du soluté.
Rajoute goutte à goutte de l’eau distillée dans la fiole à l’aide
d’une pipette à boule jusqu’à atteindre le trait de jauge.
•
Tu as préparé ainsi 100,0mL de solution dans la fiole, mais elle n’est pas homogène… que signifie le terme
souligné? Utilise un agitateur magnétique pour l’homogénéiser.
1
• Verse le contenu de la fiole dans un bécher et rince bien la fiole que tu vas réutiliser tout à l’heure.
•
1,5
Fais sur la feuille annexe un schéma annoté sur lequel figurera le matériel utilisé pour préparer 100,0mL
d’une solution aqueuse de KMnO4 de concentration en soluté apporté C1 = 0,100 mol.L−1.
1
3. Préparation d’une solution par dilution :
On souhaite maintenant préparer 100mL d’une solution S2 de permanganate de potassium de concentration en
soluté apporté C2 = 2,00.10−3 mol.L−1 .
•
Quelle masse de cristaux de KMnO4(s) faudrait-il prélever pour cela si on utilisait la même méthode que
précédemment ?
1
Est-il possible de mesurer cette masse avec ta balance ? pourquoi ?
1
Je te propose donc une autre méthode : tu vas diluer la solution S1 que tu as préparée tout à l’heure, que l’on
appellera solution mère, dont la concentration est C1 = 0,100mol.L−1.
• Calcule le facteur (ou rapport) de dilution nécessaire:
0,5
•
Calcule le nombre de môle de KMnO4 qui doivent être présentes dans le volume
V2 = 100,0mL de solution fille de concentration C2 = 2,00.10−3 mol.L−1 que tu dois préparer.
•
Cette quantité de matière va être prélevée dans la solution mère S1 de concentration
C1 = 0,100mol.L−1 . Quel volume V1 de cette solution mère dois-tu prélever pour cela ?
•
Utilise une pipette si possible jaugée, sinon graduée, pour prélever ce volume V1 de solution mère.
Comment doit-être rincée cette pipette ?
0,5
1
1
• Verse son contenu dans une fiole jaugée de volume V2=100,0mL à moitié remplie d’eau.
Agite puis complète jusqu’au trait de jauge avec de l’eau distillée et homogénéise la solution obtenue
•
Compare l’aspect de la solution fille à celui de la solution mère… propose une explication.
1
2
•
Fais sur la feuille annexe un schéma annoté sur lequel figurera le matériel utilisé pour préparer 100,0mL
d’une solution S2 de KMnO4 de concentration en soluté apporté C2=2,00.10−3 mol.L−1.
4. Couleurs absorbées par les colorants :
• Tu disposes d'un spectroscope, d'une cuve pour spectrophotomètre, et d'une source de lumière blanche (écran
éclairé par le vidéoprojecteur).
Propose un protocole pour déterminer les couleurs absorbées par la solution S2 de permanganate de potassium.
Fais le schéma correspondant et donne le résultat de tes observations:
1
1
0,5
• Quelle est la couleur de la solution aqueuse de chlorure de fer (III) présente sur ta paillasse ?
1
Quelles sont les couleurs absorbées par cette solution ?
1
• Quelles sont les couleurs absorbées par un mélange équivolumique des deux solutions précédentes?
Ceci est-il en accord avec la couleur du mélange obtenu?
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