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Notion de pH et solutions aqueuses

Posté par
Samsco
03-05-20 à 21:30

Bonsoir j'ai besoin de votre aide svp

Exercice :

Le sulfate de sodium du commerce est un solide ionique hydraté de formule Na2SO4 , 10H2O.

1- Calcule la masse de ce composé à placer dans une fiole jaugée de 250 mL pour que la solution aqueuse obtenue après la dilution ait une concentration C=0,20 mol/L .

2- En déduis alors les concentrations des ions Na+ et SO42- qu'elle contient , sachant que la dissolution du sulfate de sodium s'accompagne d'une dispersion totale de ces ions.

3-Dis si la solution de sulfate de sodium est électriquement neutre .

4- Calcule la masse de chlorure de sodium pur qu'il faudrait pour qu'il faudrait peser pour obtenir 1mL d'une solution aqueuse de même concentration en ion Na+

Réponse.

1-
*Calcul de la concentration massique en sulfate de sodium dans la solution dilué.

Cm=C×M=0,20×[23×2+32,1+4×16+10(2+16)]=64,42g/L
Or Cm=m/V
Je vois que le volume de solution après la dilution n'a pas été donnée du coup je suis bloqué

Posté par
vanoise
re : Notion de pH et solutions aqueuses 03-05-20 à 22:02

Bonsoir
Donc :
C.M = m/V
et l'énoncé fournit  C, M et  V= 0,250L.
Où est la difficulté  ?

Posté par
Samsco
re : Notion de pH et solutions aqueuses 03-05-20 à 22:36

C.M=m/V
L'enoncé fournit C et M mais le volume fournit par l'énoncé est le volume avant la dilution non?

Posté par
vanoise
re : Notion de pH et solutions aqueuses 03-05-20 à 23:02

Erreur d'énoncé ou de recopie de celui-ci : il ne s'agit pas ici d'une dilution mais d'une dissolution : il s'agit de placer une masse m de solide dans une fiole jaugée, de compléter avec de l'eau jusqu'à obtenir un volume de solution V=0,250L de façon à obtenir une concentration molaire C=0,20mol/L

Posté par
Samsco
re : Notion de pH et solutions aqueuses 04-05-20 à 10:38

Je n'ai pas mal recopié et ça m'étonnerait que l'énoncé soit erroné puisqu'il parle de dissolution à la question 2

Posté par
vanoise
re : Notion de pH et solutions aqueuses 04-05-20 à 10:47

Citation :
ça m'étonnerait que l'énoncé soit erroné puisqu'il parle de dissolution à la question 2

Justement : le concepteur de l'énoncé a commis une étourderie à la question 1 qu'il n'a pas reproduite à la question 2... Maintenant, tu crois ce que tu veux...

Posté par
Samsco
re : Notion de pH et solutions aqueuses 04-05-20 à 12:21

mouais

Je continue
On a: m/V =M×C
m=M×C×V=0,250×0,20×322,1=16,105g

Posté par
vanoise
re : Notion de pH et solutions aqueuses 04-05-20 à 12:29

Citation :
mouais

Je te laisse te débrouiller... franchement...

Posté par
Samsco
re : Notion de pH et solutions aqueuses 04-05-20 à 12:54


2- Équation de dissolution

Na2SO4,10H2O 2Na+ + SO42- + 5( H3O+ + OH-)

\dfrac{n_{(Na_2SO_4)}}{1}=\dfrac{n_{(Na^+)}}{2}=\dfrac{n_{(SO_4^{2-})}}{1}
 \\ 
 \\ \iff \dfrac{n_{(Na_2SO_4)}}{V}=\dfrac{n_{(Na^+)}}{2V}=\dfrac{n_{(SO_4^{2-})}}{V}
 \\ 
 \\ \iff C=\dfrac{[Na^+]}{2}=[SO_4^{2-}]
 \\ 
 \\ \iff ~~~[SO_4^{2-}]=C=0,20~mol.L^{-1}~et~[Na^+]=2C=0,40 mol.L^{-1}

Posté par
Samsco
re : Notion de pH et solutions aqueuses 05-05-20 à 07:03


vanoise @ 04-05-2020 à 12:29

Citation :
mouais

Je te laisse te débrouiller... franchement...


J'avais pas vu ça  , désolé si vous avez été vexé.
Merci

Posté par
gbm Webmaster
re : Notion de pH et solutions aqueuses 05-05-20 à 08:33

Bonjour à vous deux,

@Samsco : les conclusions du débat qui a lieu côté île maths s'appliquent également côté physique : il y a une façon de dire les choses.

En effet, le ton laconique employé peut faire davantage de ravage à l'écrit qu'à l'oral, aussi bien côté aidants que côté aidés. Je te saurai donc gré de faire plus attention aux tournures employées la prochaine fois.

En l'occurrence ici, vanoise a entièrement raison de te mentionner cette erreur dans l'énoncé : il n'est question ici que de dissolution.

Si tu as des difficultés à faire la différence entre ces deux notions, sois honnête, écris-le et on te les expliquera (comme je viens de le faire dans ton autre exercice). Ce sera beaucoup plus constructif aussi bien pour nous que pour toi qu'un "mouais" qui exprime une absence d'adhésion aux propos de l'aidant.

Je vous laisse poursuivre, bonne journée à vous deux,

Posté par
Samsco
re : Notion de pH et solutions aqueuses 05-05-20 à 08:50

D'accord  , encore désolé pour ce que j'ai dit .

Posté par
vanoise
re : Notion de pH et solutions aqueuses 05-05-20 à 11:54

D'accord avec ton résultat 04-05-20 à 12:21 qu'il convient d'arrondir à 16,1g.
D'accord avec tes calculs de concentrations du 04-05-20 à 12:54 mais attention : la dissolution libère des molécules d'eau. Celles-ci ne se transforment pas spontanément en ions hydroxyde et oxonium.

Posté par
Samsco
re : Notion de pH et solutions aqueuses 05-05-20 à 12:38

D'accord

3) Électro neutralité de la solution

2[SO42-]=2×0,02=0,40 mol/L

[Na+]=0,40 mol/L

On a :  2[SO42-]=[Na+]

Donc la solution de sulfate de sodium est électriquement neutre

Posté par
vanoise
re : Notion de pH et solutions aqueuses 05-05-20 à 13:08

C'est cela ; puisqu'un ion sulfate porte deux charges négatives alors qu'un ion sodium ne porte qu'une charge positive. Dire que la solution possède, par litre, autant de charges - que de charges + , conduit à écrire : 2[SO42-]=[Na+]

Posté par
Samsco
re : Notion de pH et solutions aqueuses 05-05-20 à 13:19

Je reformule la question 4)

4) Calcule la masse de chlorure de sodium pur qu'il faudrait peser pour obtenir 1mL d'une solution aqueuse de même concentration en ion Na+.

D'après ce que j'ai compris: Il s'agit de dissoudre une masses m de NaCl pour obtenir 1 ml de solution

Posté par
vanoise
re : Notion de pH et solutions aqueuses 05-05-20 à 13:46

Citation :
Il s'agit de dissoudre une masses m de NaCl pour obtenir 1 ml de solution

oui, de concentration c'=0,40mol/L

Posté par
Samsco
re : Notion de pH et solutions aqueuses 05-05-20 à 14:22

* Équation de dissolution

NaCl Na+ + Cl-

Cm(NaCl)=m/V et Cm=C'×M

donc m/v=C'×V m=C'×V×M=0,40×0,001×67,6=0,027g

Posté par
vanoise
re : Notion de pH et solutions aqueuses 05-05-20 à 15:17

L'équation de dissolution et le raisonnement sont corrects mais la masse molaire de NaCl n'est pas égale à 67,6g/mol.

Posté par
Samsco
re : Notion de pH et solutions aqueuses 06-05-20 à 12:38

Les masses molaires de sodium et de chlore sont 32,1 et 35,5 non?

Posté par
vanoise
re : Notion de pH et solutions aqueuses 06-05-20 à 12:44

35,5g/mol pour Cl : oui mais pour le sodium : 23,0g/mol

Posté par
Samsco
re : Notion de pH et solutions aqueuses 06-05-20 à 15:30

m=0,40×0,001×58,5=0,02g

Posté par
vanoise
re : Notion de pH et solutions aqueuses 06-05-20 à 15:46

Oui mais une remarque tout de même : tu arrondis en fournissant un seul chiffre significatifs alors que les données en fournissent 2.
Arrondir donc à 23mg

Posté par
gbm Webmaster
re : Notion de pH et solutions aqueuses 06-05-20 à 15:50

Bonjour à vous deux,

vanoise @ 06-05-2020 à 15:46

Oui mais une remarque tout de même : tu arrondis en fournissant un seul chiffre significatifs alors que les données en fournissent 2.
Arrondir donc à 23mg

On a révisé pourtant les chiffres significatifs dans l'autre exercice

Je vous laisse poursuivre, bon après-midi,

Posté par
vanoise
re : Notion de pH et solutions aqueuses 06-05-20 à 15:53

Bonjour gbm
et oui... Qui a dit déjà que la pédagogie est l'art de la répétition ???

Posté par
gbm Webmaster
re : Notion de pH et solutions aqueuses 06-05-20 à 16:02

Citation :
On perd ce qu'on aime. Et comme une fois ne suffit pas, il faut, tout au long de sa vie, le perdre encore et encore. Puisque la répétition est la seule pédagogie qui vaille. Faisant de l'existence comme une longue et terrible propédeutique au néant.

Le chat de Schrödinger de Philippe Forest - Philippe Forest


Ou encore :

Citation :
La pédagogie est affaire de répétition, et il faut du temps pour apprendre à quelqu'un qu'il est entièrement libre.

Partie commune - Camille Bordas

Sans savoir qui peut revendiquer la paternité de cette assertion, j'y adhère à 100 % !

Posté par
Samsco
re : Notion de pH et solutions aqueuses 06-05-20 à 22:10

Je ne comprend pourquoi vous dites que l'énoncé fournit deux chiffres significatifs:
Les grandeurs que j'ai utilisé pour calculer la masse de NaCl à peser sont:
C'=0,40 mol/L => 2 chiffres significatifs

V=1mL=0,001L =>1 chiffre significatif

M=58,5 g/mol => 3 chiffres significatifs

Vu que le résultat a été obtenu par le biais d'une multiplication alors celui-ci ne doit pas avoir plus de chiffres significatifs que la grandeur qui en a le moins (V=0,001L => 1 chiffre S) , ou je me trompe?

Posté par
vanoise
re : Notion de pH et solutions aqueuses 07-05-20 à 10:45

Les problèmes d'examens et de concours gérés par l'éducation nationale française sont cohérents du point de vue des chiffres significatifs (c'est même le seul domaine où les exigences ont augmenté depuis une quinzaine d'années...). Il faut fournir des résultats avec autant de chiffres significatifs qu'il y en a dans la donnée la moins précise du problème, soit un seul chiffre ici. Pour les problèmes donnés à l'université ou dans d'autres pays francophones, la situation est plus disparate...
Il est très probable que le concepteur de cet énoncé n'a pas réfléchi au problème des chiffres significatifs. Dans ces conditions, l'étudiant ou l'élève s'expose à des pénalités un jour d'examen pour résultats imprécis. La prudence demande de respecter les consignes du professeur...
Sinon, je conseille de ne pas tenir compte de la règle précédente et de fournir systématiquement deux ou trois chiffres significatifs en fonction du contexte. Ici, le volume peut être déterminé seulement à 0,1mL près, donc deux chiffres significatifs mais le plus souvent : en fournir trois.
Autre remarque : il faut conserver dans la mémoire de la calculatrice tous les chiffres significatifs des calculs intermédiaires ; sinon, les arrondis successifs risquent d'induire des erreurs non négligeables...

Posté par
Samsco
re : Notion de pH et solutions aqueuses 07-05-20 à 14:19

C'est compris.

m=0,0234g

Merci



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