Détermination de la quantité de matière








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Exercices - physique 3ème année Maths Sc.Exp et Sc.Tech




Détermination de la quantité de matière

Exercice n :1

On dispose d’ampoules injectables de chlorure de potassium de volume V0=20 mL contenant une masse m de KCl. Pour déterminer cette masse m, on dispose d’une solution étalon de KCl Se à 10-2 mol.L-1 et d’un montage conductimétrique.

  1. Pour étalonner la cellule conductimétrique, on prépare à partir de la solution Se, cinq solutions Si de volume V = 50mL et de concentrations respectives Ci : 8, 6, 4, 2 et 1 mmol.L-1. Tracer sur un papier millimétré le graphe de G=f(C), on donne le tableau suivant :

C(mmol.L-1)

1

2

4

6

8

10

G(mS)

0,28

0,56

1,16

1,7

2,28

2 ,78

Conclure.

  1. a- On mesure avec le même montage et à la même température, la conductance de la solution de l’ampoule, on obtient Ga = 293 mS. Peut-on déterminer directement la concentration en KCl de l’ampoule grâce à cette courbe ? Justifier la réponse.

b- proposer une méthode pour pouvoir déterminer à l’aide de ce graphe la concentration molaire de cette ampoule.

3- Le contenu de cette ampoule a été dilué 200 fois. La mesure de sa conductance donne Gd=1,89 mS En déduire la valeur de la concentration Cd de la solution diluée, puis celle de la solution de l’ampoule. Calculer la masse m. On donne M(K)= 39 g.mol-1 et M(Cl) = 35,5 mol-1.

Exercice n :2

On dose une solution de diiode I2 par une solution aqueuse de thiosulfate de sodium en présence d’un indicateur coloré : l’empois d’amidon qui donne un composé bleu en présence de diiode. Pour ce faire, on prélève V=20 mL de solution aqueuse de diiode de concentration molaire inconnue que l’on introduit dans un erlenmeyer. On remplit et on ajuste à zéro une burette graduée de 25 mL avec la solution titrante de thiosulfate de sodium de concentration molaire égale à 5.10-2 mol.L-1.

On place l’erlenmeyer sous agitation magnétique et on verse ensuite, goutte à goutte, ; la solution titrante. On note alors le volume de solution versé Véq = 13,2 mL.

  1. Comment a-t-on détecter la fin du dosage ?

  2. Ecrire les équations de demi-réactions et l’équation bilan de la réaction de dosage.

  3. Pourquoi verser goutte à goutte la solution titrante ?

  4. Etablir un bilan de matière en fonction de l’avancement x de la réaction. En déduire la relation entre les quantités de matière en réactifs à l’équivalence.

  5. Calculer la concentration molaire volumique de la solution de diiode ainsi dosé.

  6. Quelle masse de diiode solide a-t-il fallu prélever pour obtenir 1,5 L de solution de diiode à doser ?

M(I) = 127 g.mol-1.

Exercice n :2

L’oxylite, solide de formule Na2O2, réagit avec l’eau et permet d’obtenir au laboratoire du dioxygène. Lors de cette réaction, il se forme également également des ions sodium et hydroxyde.

  1. Ecrire l’équation de cette réaction.

  2. Dans le flacon schématisé sur le dispositif ci- après, on verse 30 mL d’eau, puis on ajoute 1 g d’oxylite, et on bouche hérmétiquement le flacon.

  1. Déterminer les quantités des réactifs dans l’état initial.

  2. A l’aide d’un tableau d’évolution, déterminer l’avancement maximal, le réactif limitant et la composition, en quantités de matière dans l’état final.

  3. En déduire la pression du dioxygène.

Données : pression initiale 1020 Pa ; Volume V occupé par le gaz = 1,1 L ; Température  = 20 °C ; et R=8,314 J.K-1mol-1.

  1. On élève la température jusqu’à 50°C, la quantité de matière de dioxygène varie t-elle ? Déterminer la nouvelle pression indiquée par le manomètre.

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