CHIMIE DETERMINATION DU POURCENTAGE

CHIMIE
DETERMINATION DU POURCENTAGE MASSIQUE EN
CUIVRE DANS UNE PIECE DE MONNAIE - CORRECTION
Chap.10
I. Attaque du cuivre contenu dans la pièce par l'acide nitrique
• On pèse une pièce de 10 centimes d'euros : mpièce = 4,08 g
1) La couleur de la solution est bleue. L’ion cuivre II est responsable de cette couleur.
2) 3 × (Cu (s) = Cu2+(aq) + 2 e– )
2 × (NO3-(aq) + 4 H+ (aq) + 3 e– = NO (g) + 2 H2O )
3 Cu (s) + 2 NO3-(aq) + 8 H+ (aq) = 2 Cu2+(aq) + 2 NO (g) + 4 H2O
3) Le monoxyde d'azote NO est un gaz incolore qui s’oxyde en présence de O2 pour former du dioxyde d'azote NO2
gaz de couleur rousse.
II. Préparation de la solution mère de sulfate de cuivre
1) Protocole expérimental d’une dissolution.
On pose une coupelle plastique sur la balance puis on tare celle-ci. On pèse 7,5 g de cristaux de sulfate de cuivre
hydraté. On met un entonnoir sur la fiole jaugée. On verse les cristaux dans la fiole jaugée. On rince la coupelle
plastique et l’entonnoir. On met environ 2/3 d’eau distillée dans la fiole jaugée. On agite jusqu’à dissolution. Puis
on complète la fiole jaugée jusqu’au trait de jauge. On homogénéise. On verse la solution dans un becher.
2) La masse molaire du sulfate de cuivre (II) pentahydraté CuSO4,5H2O est M = 249,6 g.mol-1
7,50
3,00.10-2
n=
= 3,00.10-2 mol soit c0 =
= 0,300 mol.L-1
249,6
0,100
III. Préparation des solutions étalons (de l'échelle des teintes)
N° du tube
Volume de solution mère (mL)
V eau en mL
Volume de la solution fille (mL)
C
V
facteur de dilution f = mère = fille
Cfille Vmère
1
1,0
9,0
10,0
2
2,0
8,0
10,0
10/1
10/2
3
3,0
7,0
10,0
10/3
4
4,0
6,0
10,0
10/4
5
5,0
5,0
10,0
10/5
6
6,0
4,0
10,0
10/6
7
7,0
3,0
10,0
10/7
8
8,0
2,0
10,0
10/8
9
9,0
1,0
10,0
10/9
0,030 0,060 0,090 0,12
0,15
0,18
0,21
0,24
0,27
Concentration solution fille (mol.L-1)
1) Compléter la dernière ligne du tableau.
2) On repère entre quels tubes à essais la couleur de la solution S se situe (faire cette manipulation sur un fond blanc
pour plus de contrastes.)
3) La concentration est comprise entre les tubes à essais 4 et 5
IV.
Réalisation d'une courbe d'étalonnage
1) Le maximum de l’absorbance se situe vers 700 nm.
2) A = k C avec A absorbance (sans unité), C en mol.L-1 et k (constante fonction de la longueur d’onde et de la nature
de la solution) en L.mol-1. Cette relation est valable pour de faibles concentrations.
3) A l'aide du spectrophotomètre, déterminer l'absorbance A de chacune des solutions de l'échelle des teintes.
Compléter le tableau suivant :
c1 = 0,030
c2 = 0,060
c3 = 0,090
c4 = 0,12
c5 = 0,15
c=?
Concentration (mol.L-1)
Absorbance
0,276
0,647
1,030
1,375
1,746
1,359
4) Tracer la courbe d’étalonnage A=f(c).On utilisera Regressi.
5) On lit sur la courbe c = 0,12 mol.L-1
V. Pourcentage en cuivre dans la pièce
1) La concentration molaire des ions cuivre II [Cu2+(aq)] dans cette solution est [Cu2+(aq)] = 0,12 mol.L-1
2) Déterminer la quantité de matière d'ions cuivre (II) issue de la pièce.
On a préparé 500 mL de solution à partir de la pièce.
n = 0,12 × 0,500 = 6,0.10-2 mol.L-1 ;
3) Calculer la masse approchée de cuivre contenue dans la pièce.
mCu = n × M(Cu) soit m = 6,0.10-2 × 63,5 = 3,8 g
3,8
4) En déduire le pourcentage massique approché du cuivre (mCu / mpièce). % Cu =
≈ 93 %
4,08
5) En utilisant la valeur théorique calculer le pourcentage d'erreur.
(93-89)
= 4,1 %
La Banque de France indique 89%.. Le pourcentage d’erreur est
89
11/04/11
C10_Dosage_cuivre_piece_monnaie_correction.doc
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