CORRECTION TP : LE LIQUIDE MAGIQUE

CORRECTION TP : LE LIQUIDE MAGIQUE
Ce TP a pour principal but l'acquisition d'un savoir-faire très important en chimie : savoir prélever une
quantité de matière d'une espèce chimique donnée en utilisant une balance ou une éprouvette graduée.
Cette correction présente les résultats des trois premières parties et fait le point sur la manière de prélever une
certaine quantité de matière.
1 - Détermination du volume d'eau (H2O) à introduire dans l'erlenmeyer
Le Schtroumpf curieux lit qu'il faut introduire une quantité de matière n H 2 O =2,5 mol d'eau dans
l'erlenmeyer. A quel volume d'eau cette quantité de matière correspond ?
1. Rappeler la définition de la masse volumique  d'un liquide de masse m contenue dans un
volume V.
m
Par définition : = V .
2. En déduire la relation qui lie la masse volumique  (en g.mL-1), la quantité de matière n (en
mol), la masse molaire M (en g.mol-1) et le volume V (en mL) d'un liquide.
m
m
×V
On a =
donc m=×V . De plus, on a n=
d'où n=
.
V
M
M
3. Rappeler la valeur de la masse volumique de l'eau  H O exprimée en g.mL-1.
−1
On sait que  H O =1,0 g.mL .
4. En déduire le volume d'eau V(H2O) (en mL) à introduire dans l'erlenmeyer.
 H O ×V  H 2 O
n H 2 O ×M  H 2 O 
On a n H 2 O=
donc V  H 2 O =
. La masse molaire de l'eau est
H O
M H 2O
2
2
2
2
M  H 2 O=2×M  H M O =2×1,016,0=18,0 g.mol −1 . La quantité de matière d'eau à introduire dans
l'erlenmeyer est n H 2 O=2,5 mol .
n H 2 O ×M  H 2 O  2,5×18,0
=
=45 mL (avec 2 chiffres significatifs).
Donc V  H 2 O=
H O
1,0
2
Manipulation : introduire n H 2 O =2,5 mol d'eau dans l'erlenmeyer revient donc à introduire un volume de
45 mL d'eau dans l'erlenmeyer. On prélève un volume de 45 mL d'eau à l'aide d'une éprouvette graduée et
on introduit ce prélèvement dans l'erlenmeyer.
2 - Détermination de la masse de glucose (C6H12O6) à introduire dans l'erlenmeyer
Le Schtroumpf curieux lit ensuite qu'il faut introduire une quantité de matière de glucose en poudre
nC 6 H 12 O 6 =8,00.10−3 mol dans l'erlenmeyer. A quelle masse de glucose cette quantité de matière
correspond ?
1. Donner les masses molaires en g.mol-1 du carbone M(C), de l'hydrogène M(H) et de l'oxygène
M(O).
On a : M(C) = 12,0 g.mol-1, M(H) = 1,0 g.mol-1 et M(O) = 16,0 g.mol-1
2. En déduire la masse molaire du glucose M(C6H12O6) en g.mol-1.
−1
On a M C 6 H 12 O 6 =6∗M C 12∗M  H 6∗M O =6∗12,012∗1,06∗16,0=180,0 g.mol
.
3. Donner la relation qui lie la quantité de matière n (en mol) d'une espèce chimique, sa masse
molaire M (en g.mol-1) et la masse m (en g) d'un échantillon de cette espèce chimique.
m
On a n=
.
M
4. En déduire la masse m(C6H12O6) (en g) de glucose à introduire dans l'erlenmeyer.
mC 6 H 12 O 6 
On a nC 6 H 12 O 6 =
donc mC 6 H 12 O 6 =nC 6 H 12 O 6 ×M C 6 H 12 O 6  .
M C 6 H 12 O 6 
−3
Il faut introduire nC 6 H 12 O 6 =8,00.10 mol de glucose dans l'erlenmeyer.
Cette
quantité
de
matière
de
matière
correspond
donc
à
une
masse
mC 6 H 12 O 6 =nC 6 H 12 O 6 ×M C 6 H 12 O 6 =8,00 .10−3 ×180,0=1,44 g de glucose en poudre (3 chiffres
significatifs).
−3
Manipulation : introduire nC 6 H 12 O 6 =8,00.10 mol de glucose dans l'erlenmeyer revient donc à introduire
1,44 g de glucose en poudre dans l'erlenmeyer. On prélève une masse 1,44 g de glucose en poudre à l'aide de
la balance électronique (précision : 0,01 g) et on introduit ce prélèvement dans l'erlenmeyer.
3 - Détermination du volume d'hydroxyde de sodium (NaOH) ou soude à introduire
dans l'erlenmeyer
Enfin, le Schtroumpf lit qu'il faut introduire une quantité de matière n NaOH =3,0 .10−2 mol d'hydroxyde de
sodium (ou soude). A quel volume de soude (C = 1,0 mol.L-1) cette quantité de matière correspond ?
1. Déduire de cette définition la relation qui lie la concentration C (en mol.L-1) d'une solution avec la
quantité de matière n (en mol) d'une espèce chimique contenue dans un volume V (en L) de cette
solution.
La concentration molaire C (en mol.L-1) d'une espèce chimique en solution est la quantité de matière présente
dans 1L de solution.
Donc, afin de connaître la quantité de matière de cette espèce chimique présente dans un volume V de solution,
il faut effectuer un produit en croix :
Volume de solution (en L) Quantité de matière (en mol)
1
C
V
n
donc n=C ×V
2. En déduire le volume V(soude) (en L puis en mL) de soude à introduire dans l'erlenmeyer.
n  NaOH 
On a n NaOH =C ×V soude donc V soude=
avec C la concentration molaire de la
C
solution d'hydroxyde de sodium : C = 1,0 mol.L-1.
n  NaOH  3,0.10−2
=
=3,0 .10−2 L (avec 2 chiffres significatifs) soit V(soude) = 30 mL.
Donc V soude=
C
1,0
Manipulation : introduire n soude=3,0 .10−2 mol d'hydroxyde de sodium dans l'erlenmeyer revient donc à
introduire un volume de 30 mL d'une solution d'hydroxyde de sodium (ou soude) à la concentration C = 1,0
mol.L-1 dans l'erlenmeyer. On prélève un volume de 30 mL de la solution de soude à l'aide d'une éprouvette
graduée et on introduit ce prélèvement dans l'erlenmeyer.