Pourcentage de cuivre dans une pièce de 10c Pourcentage de

TP – Ch 03
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Classe :
Pourcentage de cuivre dans une pièce de 10c
Les pièces d’euro de 10c, 20c, 50c sont constituées d’un alliage « l’or nordique » dont la
composition est : 89% cuivre + 5% aluminium + 5% zinc + 1% étain.
On désire vérifier le pourcentage en cuivre d’une pièce de 10c.
I - Attaque du cuivre par une solution d’acide nitrique.
1. On pèse une pièce de 10 c : m = ……………………….
2. On place cette pièce dans un erlenmeyer, et on ajoute 30 mL d’acide nitrique, et on laisse
agir, jusqu’à disparition complète de la pièce. (pendant ce temps, commencer à réaliser
l’échelle de teintes.
Compléter le schéma ci-contre.
Décrire le phénomène observé : ……………………………
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Compléter l’équation associée à cette réaction chimique ;
….. NO3- + …. H+ + …. Cu
= ….. NO + …… H2O + ……. Cu2+
Le monoxyde d’azote (NO) est un gaz incolore, mais il réagit avec le dioxygène de l’air pour
former du dioxyde d’azote. Ecrire l’équation associée à cette réaction chimique.
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Quelle relation peut-on écrire entre la quantité de matière de cuivre (nCu) présente dans la pièce,
et la quantité de matière d’ions Cu2+ obtenus ? (en considérant que l’acide nitrique est en excès)
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3. On verse la solution dans une fiole jaugée de 1L, on rince l’erlenmeyer, on récupère les
eaux de rinçage, et on complète à 1L : solution (A)
1
Sol. (A)
II – Réalisation d’une échelle de teintes.
1. Réalisation de la solution mère :
Peser une masse m0 = 3,75 g de sulfate
fate de cuivre pentahydraté (CuSO4, 5 H2O).
Verser ces cristaux dans une fiole jaugée de 50,0 mL (préalablement rincée à l’eau
distillée). Ajouter un peu d’eau distillée, boucher et agiter jusqu’à dissolution
totale des cristaux.
Compléter à l’eau distillée
distillée jusqu’au trait de jauge, boucher et agiter : solution S0 .
Déterminer la quantité de matière n0 de soluté apporté :
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Déterminer la concentration C0 de cette solution (solution mère S0).
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2. Echelle de teinte :
A l’aide de cette solution mère, compléter l'échelle de teinte suivante, en réalisant la
solution n°3 :
Rincer un bécher à l’eau distillée, puis avec un peu de solution mère. Verser la
solution mère dans le bécher.
Rincer la pipette jaugée avec la solution mère. Prélever 20 mL de solution à
l’aide de la pipette jaugée.
Verser la solution prélevée dans une fiole jaugée de 50 mL (rincée à l’eau
distillée).
Ajouter 1/3 d’eau distillée dans la fiole. Agiter
Compléter au trait de jauge.
jauge Homogénéiser la solution.
N° du tube
1
2
3
4
5
Volume de solution mère (mL)
5
10
20
25
30
Volume de la solution fille (mL)
50
50
50
50
50
Facteur de dilution F
Concentration (mol.L-1)
Compléter le tableau ci-dessus.
dessus. Détailler le calcul pour la solution n°3.
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-
Remplir une série de cuves à colorimétrie avec les solutions obtenues
2
III – Détermination
Détermination de la concentration de la solution (A).
1. A l'aide du spectrophotomètre, on peut déterminer l'absorbance A de chacune des
solutions de l'échelle des teintes, et de la solution (A).
-
Régler le colorimètre : On se placera à la longueur d'onde λ = 655 nm (rouge)
Faire le « zéro » en plaçant une cuve remplie d’eau distillée dans le colorimètre.
Placer successivement les autres cuves dans le colorimètre, et noter l’absorbance.
Compléter le tableau de valeurs
Attention : ne pas oublier le couvercle du colorimètre !
Sol mère
(S0)
N°5
N°4
N°3
N°2
N°1
Sol(A)
C (mol.L-1)
Absorbance
Justifier le choix de la longueur d’onde.
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Les mesures d’absorbance vérifient-elles la loi de Beer-Lambert ? Justifier.
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En déduire la concentration CA de la solution (A)
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IV - Pourcentage en cuivre dans la pièce :
Déterminer la quantité de matière d’ions cuivre II présents dans une pièce de 10c.
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Quelle est la masse de cuivre contenu dans la pièce de 10 centimes d'euros ?
3
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Quel est le pourcentage, en masse de cuivre contenu dans la pièce de 10 centimes d'euros ?
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En utilisant la valeur théorique, calculer l’erreur relative sur la mesure.
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