Niveau première

Préparer une solution ionique, soucis

Posté par
pierrick1998 28-03-15 à 19:03

Bonjour ! Alors voilà, j'ai un tp de chimie à terminer pour dans deux jours, le soucis c'est que j'ai réussi la moitié mais l'autre moitié me pose problème.

L'objectif est de préparer une solution aqueuse S1 de concentration donnée en ions permanganate.
1)Écrire l'équation de dissolution du permanganate de potassium KMnO4(s) dans l'eau. En déduire la relation entre la concentration de soluté apporté c et la concentration des ions permanganate en solution,notée [MnO4-].
2)Calculer la quantité de matière n0 de soluté à dissoudre pour obtenir un volume V0=50,0mL de solution mère S0 de concentration [MnO4-]S0=4,00.10-2mol.L-1.
Calculer la masse molaire du soluté, puis la masse m0 de soluté à dissoudre.
3) Proposer un protocole de fabrication de la solution S0.
La solution S1 de volume V1=100mL et de concentration [MnO4-]S1=2,00.10-3mol.L-1 doit être préparée par dilution de la solution S0.
4)Calculer le volume  Vprélevé de solution mère à prélever pour fabriquer la solution S1.
Proposer un protocole de fabrication de S1.

5) Quelle est la concentration des ions potassium dans les solution S0 et S1 ?
6) a) Quelle masse de permanganate de potassium m'1 faudrait-il peser pour préparer directement la solution S1 par dissolution du soluté dans un volume d'eau V1 ?
   b) Justifier l'intérêt de procéder à une dilution pour préparer la solution S1.
7) Résumer les étapes à suivre pour préparer une solution de concentration ionique donnée.
8) On désire préparer un volume V=200mL de solution de chlorure de sodium , de concentration ionique en ions chlorure [Cl-]= 0,010 mol.L-1. Proposer un protocole de fabrication, en précisant la verrerie utilisée.
[]
Mes réponses jusque-là :

1) L'équation est 1KM_nO₄(s) ----> 1K⁺(aq) + 1M_nO₄^-(aq)
Comme les coefficients stœchiométriques sont égaux à 1, on peut écrire la relation [K⁺]=[M_nO₄^-]= c

2) n = c x v
     = [M_nO₄^-]₅₀ x v
     = 4 x 10^-2 x (50.0 x 10^-3)
     = 2 x 10^-3 mol

M (KM_nO₄) = M(K) + M(M_n) + 4M(O)
                                = 39.1 + 54.9 + (4 x 16)
                                158 g.mol^-1

n₀ = m₀/M d'où m₀ = M x n₀
                                                   = 158 x (2 x 10^-3)
                                                   = 0.316 g = 0.3 g (chiffres significatifs)

3) Pour le protocole de fabrication tout va bien.

4) V₀ = C₁ x V₁/C₀ = 2 x 10^-3 x 100/4 x 10^-2
                                                               = 5 x 10^-3
Et pour le protocole de fabrication de S1 c'est bon aussi.

5) Là j'ai fait : [K+]S₀ = [MnO4-]S₀ = 4.10-2 mol.L-1
mais je ne sais pas si le résonnement est bon, et je ne l'ai fait que pour S₀..

6)a) Là j'ai fait :

nKMnO4= [MnO4-]S1 * Vprélevé
      = 2.10-3*5.10-3
      = 1.10-5 mol

mKMnO4= nKMnO4* MKMnO4
mKMnO4= 1.10-5*158
mKMnO4= 1,58.10-3 g

Mais encore une fois je ne sais pas si le résonnement est bon.

b) L'intérêt de procéder à une dilution, je ne vois vraiment pas.

7) Idem

8) Et c'est vraiment là que je sèche complètement.

Voilà, merci de m'avoir lu et j'espère que vous pourrez m'aider.

Posté par re : Préparer une solution ionique, soucis 29-03-15 à 12:12

Citation :

L'objectif est de préparer une solution aqueuse $S_1$ de concentration donnée en ions permanganate.

1)Écrire l'équation de dissolution du permanganate de potassium $KMnO_4(s)$ dans l'eau. En déduire la relation entre la concentration de soluté apporté $C$ et la concentration des ions permanganate en solution,notée $[MnO_4^-]$ .

2)Calculer la quantité de matière $n_0$ de soluté à dissoudre pour obtenir un volume $V_0=50,0 ~mL$ de solution mère $S_0$ de concentration $[MnO_4^-]_0=4,00.10^{-2} ~ mol/L$ .
Calculer la masse molaire du soluté, puis la masse $m_0$ de soluté à dissoudre.

3) Proposer un protocole de fabrication de la solution $S_0$ .
La solution $S_1$ de volume $V_1=100 ~mL$ et de concentration $[MnO_4^-]_1=2,00.10^{-3} ~mol/L$ doit être préparée par dilution de la solution $S_0$ .

4)Calculer le volume $V_{preleve}$ de solution mère à prélever pour fabriquer la solution $S_1$ .
Proposer un protocole de fabrication de $S_1$ .

5) Quelle est la concentration des ions potassium dans les solution $S_0$ et $S_0$ ?

6) a) Quelle masse de permanganate de potassium $m'1$ faudrait-il peser pour préparer directement la solution $S_1$ par dissolution du soluté dans un volume d'eau $V_1$ ?
b) Justifier l'intérêt de procéder à une dilution pour préparer la solution $S_1$ .

7) Résumer les étapes à suivre pour préparer une solution de concentration ionique donnée.
8) On désire préparer un volume $V=200~mL$ de solution de chlorure de sodium , de concentration ionique en ions chlorure $[Cl^-]= 0,010 ~mol/L$ . Proposer un protocole de fabrication, en précisant la verrerie utilisée.

Posté par re : Préparer une solution ionique, soucis 29-03-15 à 12:20

Question 1

OUI TB !

$C = [K^+] = [MnO_4^-]$

Question 2

OUI POUR LA METHODE !
Mais :
* Utilise les notations de l'énoncé pour exprimer ton calcul littéral : $n_0 = [MnO_4^-]_0 \times V_0$
* Mets plus de chiffres significatifs à ton résultat pour être cohérent avec l'énoncé :

$n_0 = 2,00 \times 10^{-3} ~mol$

* Pareil pour ta masse.

Question 3
Tant mieux si tout va bien .

Question 4
La méthode est correcte, mais tu n'expliques pas ce que tu fais.

Je te conseille de poser le problème de la façon suivante :

Solution mère $S_0$ :
$C_0 = ... \\ V_0 = ?$

Solution fille $S_1$ :
$C_1 = ... \\ V_1 = ...$

L'ajout d'eau ne modifie pas la quantité de matière en permanganate donc on peut écrire $C_0 \times V_0 = C_1 \times V_1 \Leftrightarrow V_0 = \dfrac{C_1 \times V_1}{C_0}$

OK pour le protocole.

Posté par re : Préparer une solution ionique, soucis 29-03-15 à 12:26

Question 5

Il suffit de reprendre ton raisonnement de la question 1 :

$C = [K^+] = [MnO_4^-]$ donc ici :

$C_0 = [K^+]_0 = [MnO_4^-]_0$

et

$C_1 = [K^+]_1 = [MnO_4^-]_1$

Tout simplement .

Question 6 a.

Idem, ici, je te conseille d'éviter de faire des applications numériques intermédiaire, mais de mener ton calcul littéral jusqu'au bout et ENSUITE faire l'application.
Et d'utiliser les données de l'énoncé !

$m'_1 = n_1 \times M(KMnO_4)$

or $n_1 = C_1 \times V_1$

donc finalement $m'_1 = C_1 \times V_1 \times M(KMnO_4)$

Application numérique :

Posté par re : Préparer une solution ionique, soucis 29-03-15 à 12:29

Question 6 a.
Je vois quelques intérêts à la dilution :
* prélever un volume V_0 de solution mère à partir d'une pipette jaugée et d'une poire aspirante, puis de compléter par de l'eau distillée dans une fiole jaugée de volume V_1 jusqu'au trait de jauge est PLUS PRECIS que de devoir repeser une masse avec 3 chiffres significatifs !
En effet, telle la première masse à peser de 0,316 g, la pesée introduit davantage d'incertitudes de mesures qu'une dilution.

Posté par re : Préparer une solution ionique, soucis 29-03-15 à 12:34

Question 7
Effectivement, cette question est vague.

Je pense que pour préparer une solution ionique de concentration C à partir d'une espèce chimique solide, tu redéroule ton protocole :
* m = C.V.M
* pesée d'une masse m
* introduite dans une fiole jaugée de volume V
* eau distillée.

Question 8
Faire comme la base de la question 7 mais sur un cas concret .

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