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Niveau seconde
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Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires)

Posté par
miimii
13-03-13 à 21:40

Bonsoir j'ai un DM de chimie et je bloque sur une partie : II) Le Diiode, un antiseptique.

L'énoncé : Un élève souhaite réaliser une solution aqueuse de diiode de même concentration que celle de la Bétadine C(I2)= 4,0+10^-2
Pour cela il prélève une masse M1 de diiode = 6.4g, solide violet, qu'il dissout dans de l'eau distillée pour obtenir une solution aqueuse de diiode de volume V1= 250 mL.

J'ai ensuite les questions : Quel est le solvant ? Quel est le soluté ? Quel est le nom de la technique utilisée pour réaliser cette solution ? etc ... que je pense avoir réussies.

Par contre je ne suis pas sur de ma réponse pour la question  
        4): Exprimer et calculer la masse molaire M(I2) du diiode.

Réponse : M = m/n M = 6.4/0.01 = 640 g.mol-1
Sachant que j'ai trouvé n = C*V donc n = (4,0*10^-2)*0.25 = 0.01mol.

J'ai ensuite la question 5) : Exprimer et calculer la concentration molaire C1 de diiode de la solution.

Réponse : C1 = M1/V1 = 6.4/0.25 = 25.6mol/L soit 2,5.10^-1 mol/L
Là encore j'ai un doute quant à mon résultat =S

Puis 6) Pour obtenir la concentration voulue, l'élève réalise la dilution de la solution de concentration c1 = 1*10^-1mol/L. Il souhaite réaliser un volume Vfinal = 10mL de cette solution aqueuse (fille) de diiode de concentration Cfinal = 4.10^-2mol/L

Là je n'arrive pas du tout à trouver le Volume initial je sais qu'il y a une formule Vinitial = (CMinitial/CMfinal)* Vfinal mais sa concerne les concentrations massiques et non molaires ...

Merci d'avance pour votre aide

Posté par
Aragorn
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 13-03-13 à 23:37

Bonsoir,
C'est bizarre... La réponse à la question 4 est fausse (la masse molaire du diiode n'est pas 640g.mol-1). Cependant, la façon de résoudre la question me paraît bonne...

Citation :
Pour cela il prélève une masse M1 de diiode = 6.4g, solide violet, qu'il dissout dans de l'eau distillée pour obtenir une solution aqueuse de diiode de volume V1= 250 mL.

La concentration est-elle 4,0.10-2 mol.L-1 ?
Parce que, plus loin, on parle d'une concentration de 0,1 mol.L-1...

Posté par
miimii
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 14:13

Bonjour,

Alors en faite, pour répondre à la question 4 j'ai du d'abord calculer la quantité de matière n1 :
N = C*V
N = (4,0*10^-2)* 0.25 L ( 250 mL )
N = 0.01/0.25 = 0.04 mol.

A partir de N, j'ai pu calculer la Masse M(I2) :
M(I2) = m/n
M(I2) = 6.4/0.01
M(I2) = 640 g/mol

Ensuite, dans mon Dm la première question est Quel est le soluté ? la deuxième : Quel est la solvant ? Et la troisième ( qui est la suite de l'énoncé ) :

Posté par
miimii
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 14:32


: Au laboratoire il dispose d'une échelle de teinte de solutions aqueuses et leur concentration : On a a lors un tableau avec 6 solutions et leur concentrations en mol/L  

1) 1,5.10^-1
2) 1,0.10^-1
3) 5,0.10^-2
4) 1,0.10^-2
5) 5,0.10^-3
6) 1,0.10^-3  

La questions était : Pour vérifier rapidement la concentration de sa solution, il utilise l'échelle de teinte. La teinte de sa solution est très proche de la solution 2) ( soit 1,0.10^-1).L'élève a-t-il atteint son objectif ( qui était d'avoir la même concentration molaire que la Bétadine donc 4,0.10-2 ) ?  

Réponse : Non l'élève n'a pas atteint son objectif car la concentration de sa solution est proche de 1,0.10^-2, ce qui est différent 4,0.10^-2.  

Le problème est que quelques questions après on nous demande de calculer la concentration C1 de la solution de l'élève ... je suis normalement censée trouver 1,0.10^-1 mol/L mais je trouve 2,5.10-2 mol/L  

Calcul :  
C1 : M/v1
C1 : 6.4/0.25
C1 : 25.6 mol/L soit 2,5.10^-2 mol/L  

Y'a bien un problème là ! :'(  

Merci de votre aide ^

Posté par
Aragorn
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 15:33

Oui, il y a un problème...
\Large c_1\,=\,\frac{M}{V_1}
Et tu trouves un résultat en mol/L en divisant une masse par un volume ! C'est incohérent...
Le résultat est en g/L...

Posté par
Aragorn
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 15:34

Il n'en reste pas moins que la masse molaire du diiode n'est pas 640 g/mol...

Posté par
Aragorn
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 15:43

Dans la 3ème question (donc avant la 4ème) :

Citation :
La teinte de sa solution est très proche de la solution 2) ( soit 1,0.10^-1)

Donc, dans la 4ème question, il faut utiliser une concentration de 0,1 mol.L-1 !!...
Et tout fonctionne beaucoup mieux...

Posté par
miimii
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 15:45

Ah oui je me suis complètement emmêlée --'
Mais je ne peux toujours pas calculer C1 puisque la valeur de M est fausse ...

Posté par
Aragorn
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 15:56

Dans la 3ème question (comparaison des échelles de teinte), tu as trouvé C1 = 0,1 mol/L. Donc, dans 0,25 L, on a   n\,=\,0,1\,\times\,0,25\,=\,2,5.10^{-2}
Dans la 4ème question, on a bien :
\Large n\,=\,\frac{m}{M}\,\Rightarrow\,M\,=\,\frac{m}{n}\,=\,\frac{6,4}{2,5.10^{-2}}\,=\,256\,\,g
Et là, ça va beaucoup mieux !!...

Posté par
miimii
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 15:57

Donc, si je comprend bien je dois faire :
M = 0,1 * 0.25
M = 0.03 soit 3,0.10^-2 mol/L ??

Posté par
Aragorn
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 15:58

Donc, dans 0,25 L, on a   n\,=\,0,1\,\times\,0,25\,=\,2,5.10^{-2} ==> Donc, dans 0,25 L, on a   n\,=\,0,1\,\times\,0,25\,=\,2,5.10^{-2}\,\,mol  bien sûr

Posté par
Aragorn
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 16:00

Ce n'est pas bien passé pour une raison que j'ignore...

Citation :
Donc, dans 0,25 L, on a   n\,=\,0,1\,\times\,0,25\,=\,2,5.10^{-2}
==> Donc, dans 0,25 L, on a   n\,=\,0,1\,\times\,0,25\,=\,2,5.10^{-2}\,\,mol  bien sûr

Posté par
miimii
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 16:00

Ah ok je vois !!! Merci bcp Mais quand je calcule 0,1 * 0.25 le résultat est 0.03 ?

Posté par
Aragorn
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 16:01

Citation :
Donc, si je comprend bien je dois faire :
M = 0,1 * 0.25
M = 0.03 soit 3,0.10^-2 mol/L ??

Pour quelle question ?

Posté par
Aragorn
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 16:05

Le problème est que quelques questions après on nous demande de calculer la concentration C1 de la solution de l'élève
Mais on l'a déjà la concentration C1 = 0,1 mol/L

Posté par
miimii
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 16:07

Je comprend les formules et le raisonnement par contre je ne trouve pas 256g ni 2,5.10^-2 mais toujours 0.03 soit 3.10^-2 ... Peut être que j'ai trouvé un résultat approximatif ?

Posté par
Aragorn
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 16:07

Décidément, ça ne fonctionne pas bien aujourd'hui...

Citation :
on nous demande de calculer la concentration C1 de la solution de l'élève

Mais on l'a déjà la concentration C1 = 0,1 mol/L

Posté par
Aragorn
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 16:09

Tu as suivi le calcul du message "posté le 14-03-13 à 15:56" ?

Posté par
miimii
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 16:17

Citation :
Donc, dans la 4ème question, il faut utiliser une concentration de 0,1 mol.L-1 !!...


Je me suis trompée De formule

Là je cherche M(I2) = m/n
M = 6.4/2,5.10^-2
M = 0.03 ou 3.10^-2 g/mol.

Posté par
Aragorn
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 16:17

Citation :
Donc, si je comprend bien je dois faire :
M = 0,1 * 0.25
M = 0.03 soit 3,0.10^-2 mol/L ??

J'ai mis un peu de temps à comprendre !... 0,1 0,25 = 0,025 = 2,5.10-2
Il ne faut pas tenir compte des chiffres significatifs, c'est un calcul intermédiaire...

Posté par
Aragorn
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 16:20

Citation :
Là je cherche M(I2) = m/n
M = 6.4/2,5.10^-2
M = 0.03 ou 3.10^-2 g/mol.

Je ne sais pas comment tu fais ton calcul mais, pour moi, 6,4 / 2,5.10-2 = 256

Posté par
miimii
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 16:21

Non justement on ne l'a connait pas la concentration C1.

On nous dit simplement que la teinte de sa solution est très proche de la solution 2 ) donc très proche de 1,0.10^-1.
La question était : L'élève a-t-il atteint son objectif ? (qui était d'avoir une concentration de 4.10^-2 mol/L.) Justifier.
J'ai répondu non car 4.10^-2 "est différent de" 1.10^-1.

Posté par
Aragorn
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 16:23

\Large \frac{6,4}{2,5.10^{-2}}\,=\,\frac{6,4}{2,5}\,.\,10^{2}\,=\,2,56\,.\,10^{2}\,=\,256

Posté par
miimii
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 16:24

Ahhhh l'erreur vient de ma calculatrice !! Quand je tapais le calcul 0.1*0.25 qui donne bien 0.025, cela me donnait 0.03 !

Posté par
miimii
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 16:32

Oui Oui effectivement Merci beaucoup !!
Donc M = 256g
n = 2,5.10^-2 mol
C1 = 0.1 mol/L

Posté par
miimii
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 16:44

Et si sa ne te dérange pas j'ai une autre question concernant la dilution de la solution de l'élève (c = 1,0.10^-1 mol/L ). Il souhaite réaliser un volume Vfinal = 100 mL ( 0.1L ) de cette solution aqueuse (fille) de diiode de concentration Cfinal = 4,0.10^-2 mol/L.

Je doit trouver le volume Vinitial :

Vinitial = ( C1/C2 )/Vfinal
Vinitial = (1.10^^-1/4,0.10^-2)/0.1
Vinitial = 2,5.10^-5

C'est bien ça ?

Posté par
Aragorn
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 16:49

OK mais j'ai toujours un doute sur la question 5...
Parce que, à mon avis, la seule façon de calculer la concentration C1, c'est :
\Large C_1\,=\,\frac{n}{V}\,=\,\frac{\frac{m}{M}}{V}
Mais, si on utilise la valeur M calculée, on va trouver forcément 0,1 mol/L !!... puisqu'on fait le même calcul avec les mêmes valeurs en sens inverse...
D'autant que la valeur 256 g n'est pas absolument exacte, la vraie valeur est 254 g . Mais c'est normal parce qu'on a utilisé une valeur approchée de la concentration pour trouver M.
Donc il y a quelque chose qui m'échappe dans cette question 5...
(sauf s'il faut faire le calcul avec la vraie valeur de M).

Posté par
Aragorn
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 16:53

Non, c'est  C_1\,V_1\,=\,C_2\,V_2

ou   C_{initial}\,V_{initial}\,=\,C_{final}\,V_{final}
Donc :
\Large \,V_{initial}\,=\,\frac{C_{final}}{C_{initial}}\,V_{final}

Posté par
Aragorn
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 16:55

\Large\Rightarrow \,V_{initial}\,=\,4\,\,mL

Posté par
miimii
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 17:58

Je vois merci beaucoup !!  
Mais le résultat de C1 est bien égal à 1.10^-1 ? Cependant la façon de la calculer n'est pas tout à fait juste ?
Le problème est qu'on nous demande de trouver la masse Molaire M(I2) du diiode ensuite la quantité n1 de matière de diiode dans la solution, puis, la concentration C1...
Or, je ne peux p

Posté par
miimii
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 18:10

pas calculer M(I2) en premier si je ne connais pas n. et je ne peux pas trouver n si je ne connais pas la concentration ... Soit les questions sont posées dans le désordre, soit il y a une autre façon de calculer...

Et pour la question 5), on a trouver C1 grâce à la formule C = n/V donc 2.5*10^-2 mol/ 0.25L.
Et on a trouver M grâce à la formule M = n/m
Et n grâce à CV ...
Quelque chose est faux ?

A partir du moment où on trouve une valeur telle M ou n, il ne faut pas les utiliser comme donnée dans les questions suivantes ?

Citation :
Mais, si on utilise la valeur M calculée, on va trouver forcément 0,1 mol/L !!... puisqu'on fait le même calcul avec les mêmes valeurs en sens inverse...

Posté par
miimii
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 18:24

C1V1 = C2V2
1.10^-1*0.25 = 2.,5.10^-2
4.10^-2*0.1 = 1.10^-1

C1V1 est différent de C2V2 ... Il y a un problème

Posté par
Aragorn
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 19:32

Si on prend 4 mL à  0,1 mol/L et 10 mL à  4,0.10^{-2} mol/L :
C_1V_1\,=\,10^{-1}\times 4.10^{-3}\,=\,4.10^{-4}
C_2V_2\,=\,4,0.10^{-2}\times 1,0.10^{-2}\,=\,4,0.10^{-4}
On trouve bien la même chose...
Le volume 0,25 L est faux. On ne prend que 4 mL comme calculé.

Posté par
Aragorn
re : Le diiode, un antiséptique (Concentrations molaires) 14-03-13 à 19:36

Le problème est que l'on calcule la masse molaire du diiode à partir d'une concentration approximative.
Je ne vois pas l'intérêt de faire le même calcul en sens inverse avec la masse molaire qu'on a calculée.
On va forcément trouver 0,1 mol/L mais ça ne prouve rien...



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