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Niveau seconde
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La concentration molaire

Posté par
Kris
23-04-14 à 20:50

Bonjour, je suis élève en Seconde et je m'entraine pour mon prochain devoir sur la mole et la concentration molaire.
J'utilise le livre "Physique-Chimie 2de _ Programme *** _ Collection *** _ Edition ***". Voilà, et c'est l'exercice n°*** p *** qui me pose quelques soucis.
Je le recopie là :

Sur un paquet de dosettes de sérum physiologique figurent les informations suivantes :
- Solution de chlorure de sodium à 0,90%
-Composition unitaire : chlorure de sodium 0,045g, eau purifiée QSP 5,0 mL.

a) Les informations de l'emballage sont-elles cohérentes ?
b) Calculer la concentration molaire en ions chlorure et en ions sodiums dans le sérum physiologique.
Données : QSP signifie "quantité suffisante pour" ;
masse volumique du dérum physiologique, p = 1,0g/mL;
100 g de solution à 0,90 % contiennent 0,90 g de soluté.
AIDE --> quand on dissout 1 mol de chlorure de sodium solide (NaCl) dans l'eau, on obtient 1 mol d'ions sodium et 1 mol d'ions chlorure.
A présent vous savez tout ! Maintenant, voilà ce que j'ai fait. Pour être franc, je me suis chronométré et l'exercice m'a pris 30 min. Toutefois, je pense que ma réponse à la question "b." est incorrect même si elle suit un "fil plutôt logique". Enfin, bref, je m'en remets à vous :

réponse a) =>
Les informations fournies par l'emballage sont :
pourcentage massique = 0,90%
m = 0,045 g
V = 5,0 mL = 5*10^-3 L
On sait également que :
p = 1g/mL = 1000g/L

On vérifie si la masse de chlorure de sodium "m" coïncide avec toutes les autres données :

m(eau) = p * V
A.N.: m(eau) = 1000*5*10^-3 = 5g

L'eau pèse donc 5g et 0,90 % de 5g équivaut à :
(0,90*5)/100 = 0,045g

Toutes les données coïncides parfaitement. Les informations de l'emballage sont donc cohérentes.

réponse b) =>
On sait que M(Na) = M(Na+)= 23g/mol ; M(Cl) = M(Cl-) = 35,5g/mol
En premier lieu, il faut trouver le pourcentage d'ions sodium qui composaient, avant dissolution, les 0,045 g de molécules NaCl :
( M(Na) * 100 ) / M(NaCl)
A.N.: (23*100)/58,5 = 39,31%
Les ions sodium représentent donc 39,31% de la masse totale de soluté dissoute dans l'eau. Par conséquent, il y a 0,018g de sodium dans le sérum car :
(39,31*0,045) / 100 = 0,018g

En appliquant la formule : C = n/V = ( m/M(Na) )/V, on trouve :
A.N.: C = (0,018/23)/(5*10^-3) = 0,16 mol/L

De la même façon, on applique la formule C' = ( m'/M(Cl) )/ V',
avec m' = 0,045-0,018 = 0,027g
        M(Cl) = 35,5 g/mol
     et V' = 5*10^-3

A.N.: C' = (0,027/35,5)/(5*10^-3) = 0,23 mol/L

En conclusion, la concentration molaire en ions sodium est  0,16 mol/L et celle en ions chlorure est 0,23 mol/L.



VOILA ma proposition, je remercie d'avance toutes les personnes qui auront la force et la patience surtout ! de me corriger. J'aurais aimé que vous me donniez, si possible, vraiment j'ai pas envie de trop vous embêtez, mais que vous puissiez me donner des conseils de rédaction pour aller plus vite. Je suis quelqu'un qui rédige beaucoup pour bien voir la progression de la résolution d'un problème mais puisque je vais en S, je ne pense pas que j'aurai le temps de le faire en examen l'année prochaine (cette année je suis encore large ).

Merci beaucoup.
De la part de Christopher, élève en Seconde.

Edit Coll

Posté par
coriolan
re : La concentration molaire 23-04-14 à 23:17

bonsoir,
question 1.
C'est correct ,mais un peu long.
5mL est le volume de la solution
La masse de la solution est
m= *V=1*5=5g    (Puisqu'on te donne en g/mL et V en mL,inutile de convertir en g/L et V en L)
La masse de chlorure de sodium dans 100g  de solution est :
m=0,045*100/5.10-3=0,9g  soit 0,9%
Les indications de l'étiquette sont donc cohérentes.

question 2
la démarche est valable ,mais on peut plus simple.
Il y a cependant une erreur de calcul pour Cl-. On doit trouver la même concentration en Na+ et Cl-.
Indépendamment de cette erreur ,tu ne trouverais pas exactement les même valeurs  ,car tu utilises des résultats de calculs intermédiaires arrondis(.Quand on utilise des résultats intermédiaires il ne faut pas utiliser des valeurs arrondies )
Quand on dissout  n mol de  NaCl dans l'eau on obtient n mol de Na+ et n mol de Cl-

Je te suggère cette solution:
La masse molaire de NaCl est 58,5g/mol (tu as eu raison de détailler le calcul)
la qté de matière de NaCl  est n=m/M  
la concentration molaire de NaCl est C=n/V=m/(M*V)=0,045/(58,5*5.10-3) =0,15 mol/L
L'équation de dissolution de NaCl dans l'eau est
NaCl(s) + eau  = Na+(aq)  +Cl-(aq)
donc n(Na+)=n(Cl-)= n(NaCl)=0,15 mol/L

Posté par
Kris
Remerciements 24-04-14 à 01:34

Merci beaucoup de votre réponse.
Wow, je me rends compte que j'ai eu un pur coup de chance pour le 0,16 mol/L et en ce qui concerne le 0,23 mol/L... (n'en parlons pas).
Si j'ai bien compris, pour la question "b" :
1) On calcule la masse molaire MOLECULAIRE de NaCl
2) On calcule ensuite la concentration molaire de la solution grâce à la formule C = n/V = m/(V*M)
3) Et ce n'est qu'à ce moment qu'on se sert de l'AIDE pour dire qu'il y a 0,15 mol/L d'ions chlorure et 0,15 mol/L d'ions sodium.

Merci encore. J'ai juste une dernière demande :
Vous avez écrit (je cite) : " C=n/V=m/(M*V) "
Moi, j'aurai écrit -->  C = n/V = (m/M) / V

J'ai bien vu que :
m/(M*V) = (m/M)/V

Ma question est la suivante : Est ce que c'est une convention en physique-chimie de ne pas laisser de division au numérateur ou est-ce un automatisme que vous avez acquis ? ou encore est-ce plus élégant de l'écrire ainsi ?

Posté par
coriolan
re : La concentration molaire 24-04-14 à 08:48

Citation :
Et ce n'est qu'à ce moment qu'on se sert de l'AIDE pour dire qu'il y a 0,15 mol/L d'ions chlorure et 0,15 mol/L d'ions sodium.

oui.

Citation :
Wow, je me rends compte que j'ai eu un pur coup de chance pour le 0,16 mol/L

Le calcul est valable ,mais la méthode que j'ai utilisée est plus rapide.

Citation :
Est ce que c'est une convention en physique-chimie de ne pas laisser de division au numérateur ou est-ce un automatisme que vous avez acquis ? ou encore est-ce plus élégant de l'écrire ainsi ?

Les 2 écritures sont valables.

Posté par
Kris
Fermeture de topic 24-04-14 à 14:02

D'accord c'est noté ! Alors MERCI beaucoup, je tâcherai de faire le maximum pour l'évaluation de ce mardi ! Passez une bonne journée !



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