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Qui suis-je ?

Posté par
SalomeG 13-10-10 à 16:05

Bonjour !


J'ai beaucoup de mal à résoudre mon exercice, et j'aurais aimé un peu d'aide pour mieux m'aider à comprendre. Voici l'énoncé:

A la suite d'une expérience, un chercheur mesure la masse d'un atome de fluor et la charge de son noyau. Il obtient m= 3,2.10-26 kg et q = 1,4.10-18 C.

1. Determiner la composition de cet atome.
2.Vous recherchez les raisons qui justifient la présence de fluor dans les dentifrices.
3. Une masse md = 1,0 g de dentifrice contient une masse m' = 0.5 mg de fluor.
Combien d'atomes N de fluor sont contenus dans une masse md = 1,0g de dentifrice ?

   Données: masse d'un nucléon: mn 1,7.10-27 kg
                 Valeur de la charge élémentaire: +e = 1,6.10 -19 C


Voilà ! En espérant avoir une réponse, merci d'avance !
                  Salomé

Posté par
Marc35re : Qui suis-je ? 13-10-10 à 16:19

Bonjour,
Même exercice que  https://www.ilephysique.net/sujet-atome-de-fluor-242099.html
Il faut trouver le nombre de neutrons, de protons et d'électrons de cet atome.
Sachant que l'on considère que la masse des électrons est négligeable, la masse de l'atome est assimilable à la masse du noyau.
Sachant que la masse du noyau est m = 3,2.10-26 kg et que la masse d'un nucléon est mn = 1,7.10-27 kg, combien y a-t-il de nucléons ?

Posté par
SalomeGre : Qui suis-je ? 13-10-10 à 16:36

Il y a 1,882352941*1053 nucléons ?

Posté par
Marc35re : Qui suis-je ? 13-10-10 à 17:22

Euh... Non...
n = 3,2.10-26 / 1,7.10-27 = 19 nucléons
Et il y a des protons et des neutrons. Pour déterminer le nombre de protons, il faut utiliser la charge électrique.

Posté par
-Romane-re : Qui suis-je ? 13-10-10 à 17:26

Coucou Marc, j'ai bien peur que la personne qui m'aidait ne reviendra pas de si tôt sur mon exercice, pourrais tu y passer si tu peux? Merci beaucoup (Je cherche mais ne trouve rien )) https://www.ilephysique.net/sujet-marc-realise-un-dosage-direct-242050.html

Posté par
SalomeGre : Qui suis-je ? 13-10-10 à 18:32

Ah oui ! J'ai fait une énorme erreur de calcul merci !
Mais comment peut-on justifier la présence de fluor dans les dentifrices ?

Posté par
Marc35re : Qui suis-je ? 13-10-10 à 19:34

Citation :
Mais comment peut-on justifier la présence de fluor dans les dentifrices ?

Le fluor permet de lutter contre les caries.
Pour le nombre de protons, il faut faire :
np = 1,4.10-18 / 1,6.10 -19 = 8,75 c'est-à-dire 9,0 parce que 2 chiffres significatifs et c'est forcément un nombre entier.
Donc l'atome de fluor est composé de 10 neutrons et 9 protons pour le noyau et 9 électrons.
D'ailleurs, tu peux vérifier dans le tableau périodique des éléments.

Posté par
Marc35re : Qui suis-je ? 13-10-10 à 19:35

OK Romane

Posté par
Marc35re : Qui suis-je ? 13-10-10 à 19:48

Romane, tu as une réponse récente donc je laisse pour le moment, surtout que, en chimie, avec coriolan, tu peux difficilement trouver mieux...

Posté par
-Romane-re : Qui suis-je ? 13-10-10 à 20:14

Ok merci

Posté par
nikare : Qui suis-je ? 13-10-10 à 21:18

Bonjour
moi aussi je suis tombés sur le même exercice, mais je n'ai pas réussi la dernière question.
Est ce que quelqu'un pourrai m'aider à ce sujet?
Merci d'avance.

Posté par
Marc35re : Qui suis-je ? 13-10-10 à 21:42

S'il y a 0,5 mg de fluor dans 1,0 g de dentifrice, sachant que l'on peut assimiler la masse du noyau à la masse de l'atome (3,2.10-26 kg), on a donc :
nfluor = 5.10-7 / 3,2.10-26 = 1,6.1019

Posté par
Marc35re : Qui suis-je ? 14-10-10 à 11:11

Romane,
Tu as réussi à finir ton exo ?

Posté par
-Romane-re : Qui suis-je ? 14-10-10 à 12:46

Non... j'essaie.

Posté par
Marc35re : Qui suis-je ? 14-10-10 à 15:45

Je peux te mettre la solution ici

Posté par
Marc35re : Qui suis-je ? 14-10-10 à 16:28

L'équation de titrage est : Ag+(aq) + Cl-(aq) AgCl(s)
Quand Na Cl est dissous dans l'eau, il donne Na+ et Cl-
[NaCl] = [Na+] = [Cl-]
La concentration en nitrate d'argent est  c = 3,00.10-2 mol.L-1. Il faut un volume de 4,5 mL de nitrate d'argent à l'équivalence c'est-à-dire que tous les ions Cl- ont été neutralisés. Comme les quantités de matière en Ag+ et en Cl- sont égales, il y a donc 3,00.10-2 x 4,5.10-3 = 1,35.10-4 mol de Cl-.
Comme il y a 5 mL, 1,35.10-4 / 5,00.10-3 = 27,0.10-3 mol.L-1.
MNaCl = 23 + 35,5 = 58,5 g ==> 27,0.10-3 x 58,5 = 1,58 g.L-1

1,58 g.L-1 pour une valeur de 1,46 g.L-1 ==> pas très précis

Tu peux aussi faire avec C1V1 = C2V2
5,00.10-3 C1 = 3,00.10-2.4,5.10-3
C1 = (3,00.10-2.4,5.10-3) / 5,00.10-3 = 27,0 mol.L-1
Et MNaCl = 23 + 35,5 = 58,5 g ==> 27,0.10-3 x 58,5 = 1,58 g.L-1

Pour la c, le principe est le même...
c = 3,00.10-2 mol.L-1 et VE2 = 6 mL
==> 3,00.10-2.6.10-3 = 1,8.10-4 mol
Le volume de solution de NaCl est 20 mL ==> 1,8.10-4 / 20.10-3 = 9.10-3 mol.L-1
Donc 35,5 x 9.10-3 = 319.5 mg.L-1

Pour la d
c = 3,00.10-2 mol.L-1 et VE2 = 3,3 mL
==> 3,00.10-2.3,3.10-3 = 9,9.10-5 mol
Le volume de solution de NaCl est 250 mL ==> 9,9.10-4 / 2,50.10-1 = 3,96.10-3 mol.L-1
Donc 35,5 x 3,96.10-3 = 140,58 mg.L-1 soit 140 mg.L-1  (3 chiffres significatifs)
L'eau du robinet est potable, pas l'autre...

Posté par
-Romane-re : Qui suis-je ? 15-10-10 à 21:36

Merci énormément Marc ! Comme d'hab j'ai tout bien compris
J'ai un autre exo que j'aimerais comprendre si tu as temps+patience+envie : https://www.ilephysique.net/sujet-titrage-indirect-242176.html

Posté par
Marc35re : Qui suis-je ? 16-10-10 à 18:08

Citation :
J'ai trouvé VE=15,1mL (un mL de trop à mon avis mais bon on fera avec)

Citation :
Je trouve un volume équivalent Veq=9,7 mL.

Il s'agit d'un TP ?

Posté par
-Romane-re : Qui suis-je ? 16-10-10 à 19:25

Oui

Posté par
Marc35re : Qui suis-je ? 16-10-10 à 22:52

Réaction entre l'acide ascorbique (vitamine C) et l'iode :
C6H8O6 = C6H6O6 + 2 H+ + 2 e-
I2 + 2 e- = 2 I-
-------------------------------------------------
C6H8O6 + I2 = C6H6O6 + 2 H++ 2 I-

\begin{tabular}{|c|c|c|c|c|c|}&&&&&&\\\hline avancement&\,C_6H_8O_6&I_2&C_6H_6O_6&\,2I^-&\,2H^+\\\hline init&\,C_1V_1&C_2V_2=n_{I_2i}& 0 & 0 & 0\\\hline interm.&C_1V_1-x&C_2V_2-x&x&2x&2x\\\hline equivalence&C_1V_1-x_{max}=0&C_2V_2-C_1V_1=n_{I_2r}&x_{max}&2x_{max}&2x_{max}\\\hline\end{tabular}\\

On a donc  C_1V_1 = x_{max} = n_{I_2asc}  puisque I2 est en excès.
On a :  n_{I_2i}\,=\,n_{I_2asc}\,+\,n_{I_2r}
avec :
n_{I_2i}  ==> quantité initiale de I2 de 20,0 mL de S1
n_{I_2asc} ==> quantité de I2 qui a réagi avec l'acide ascorbique (=> consommé)
n_{I_2r}  ==> quantité de I2 qui reste après l'équivalence

On titre le I2 restant avec le thiosulfate de sodium
I2 + 2 e- = 2 I-
2 S2O32- = S4O62- + 2 e-
-----------------------------
2 S2O32- + I2 = S4O62- + 2 I-
\begin{tabular}{|c|c|c|c|c|}&&&&&\\\hline avancement&\,2\,S_2O_3^{2-}&I_2&S_4O_6^{2-}&\,2I^-&\\\hline init&\,C_3V_E&n_{I_2r}& 0 & 0 \\\hline interm.&C_3V_E-2x&n_{I_2r}-x&x&2x\\\hline equivalence&C_3V_E-2x_{max}=0&n_{I_2r}-x_{max}=0&x_{max}&2x_{max}\\\hline\end{tabular}\\
Donc :
3$x_{max}\,=\,\frac{C_3V_E}{2}\,\Rightarrow\,n_{I_2r}\,=\,\frac{C_3V_E}{2}\,=\,\frac{100.10^{-4}.15,1.10^{-3}}{2}\,=\,\frac{15,1}{2}\,.10^{-5}\,=\,7,55\,.10^{-5}\,\,mol

Vérification de la concentration de l'iode par le thiosulfate (3ème manip)
2 S2O32- + I2 = S4O62- + 2 I-
\begin{tabular}{|c|c|c|c|c|}&&&&&\\\hline avancement&\,2\,S_2O_3^{2-}&I_2&S_4O_6^{2-}&\,2I^-&\\\hline init&\,C_3V_{eq}&C_2V_3& 0 & 0 \\\hline interm.&C_3V_{eq}-2x&C_2V_3-x&x&2x\\\hline equivalence&C_3V_{eq}-2x_{max}=0&C_2V_3-x_{max}=0&x_{max}&2x_{max}\\\hline\end{tabular}\\
Donc :
3$x_{max}\,=\,\frac{C_3V_{eq}}{2}\,\Rightarrow\,C_2V_3\,=\,\frac{C_3V_{eq}}{2}\,\Rightarrow\,C_2\,=\,\frac{C_3V_{eq}}{2\,V_3}\,=\,\frac{100.10^{-4}.9,7.10^{-3}}{2.1000.10^{-5}}\,=\,\frac{9,7}{2}\,.10^{-3}
iode ==> 3$C_2\,=\,4,85.10^{-3}\,\,mol.L^{-1}   au lieu de 5,00.10-3 mol/L

Calcul de la masse d'acide ascorbique initiale
3$n_{I_2asc}\,=\,n_{I_2i}\,-\,n_{I_2r}
3$n_{I_2asc}\,=\,C_2V_2\,-\,n_{I_2r}
3$n_{I_2asc}\,=\,C_2V_2\,-\,n_{I_2r}
3$n_{I_2asc}\,=\,4,85.10^{-3}.200.10^{-4}\,-\,7,55.10^{-5}
3$n_{I_2asc}\,=\,2,15.10^{-5}\,\,mol

3$C_1V_1\,=\,n_{I_2asc}
3$C_1.200.10^{-4}\,=\,2,15.10^{-5}
3$C_1\,=\,1,075.10^{-3}\,\,mol/L
La concentration C1 vient de la dilution au 1/10ème de la solution S0 de concentration C0.
Donc :  3$C_0\,=\,1,075.10^{-2}\,\,mol/L
Dans 200 mL : 3$n_{C_6H_8O_6}\,=\,1,075.10^{-2}.0,2\,=\,2,15.10^{-3}\,\,mol
3$M_{C_6H_8O_6}\,=\,176\,\,g\,\Rightarrow\,n_{C_6H_8O_6}\,=\,176.2,15.10^{-3}\,=\,378,4\,\,mg
Donc assez différent des 500 mg donnés par l'étiquette.

sauf erreur de calcul, de recopie ou autre...

Ouf ! Il était un peu coriace, celui-là ...

Posté par
-Romane-re : Qui suis-je ? 17-10-10 à 11:12

ton message ressemble à une avalanche !
J'ai tout compris sauf que c1=1,075.10-3 mol.L-1 comporte quatre chiffres significatifs et je pense qu'il n'en faut que trois soit c1=1,08.10-3 mol.L-1 et du coup la valeur m(vitamine C) n'aura que trois chiffres significatifs... Qu'en dis tu ?
J'avais recommencé mes calculs hier soir sauf que j'avais fait une erreur de calcul stupide

En tout cas, encore une fois, merci d'y avoir passé du temps, en plus c'est vraiment clair

Posté par
-Romane-re : Qui suis-je ? 17-10-10 à 11:26

Problème :

n(vitamine C)=1,08.10-2*0,02 et non 0,2 non? Ca fait 2,16.10-4 mol
donc m(vitamine C)=2,16.10-4*176=38 mg !

Posté par
Marc35re : Qui suis-je ? 17-10-10 à 12:39

Oui, mon message ressemble à une avalanche, c'est vrai. Mais j'ai tout rassemblé en essayant de le classer de la manière la plus claire possible.
Pour les 3 chiffres significatifs, tu as raison mais, d'une part, je ne me suis pas vraiment préoccupé de cet aspect du problème, et d'autre part, pour les calculs ultérieurs, il vaut mieux prendre le maximum de décimales et d'arrondir à la fin simplement. Sinon on a des calculs qui portent sur des arrondis d'arrondis d'arrondis et on ne sait plus vraiment ce que l'on a à la fin. Si on a des valeurs intermédiaires,  il faut tenir compte des chiffres significatifs, bien sûr.
Si on trouvait 38 mg, il y aurait de quoi s'inquiéter !!
Non, la concentration C0 = 1,08.10-2 mol/L concerne la solution S0 et non pas la solution S1. Le volume de la solution S0 est 200 mL ==> 0,2 L.

Posté par
-Romane-re : Qui suis-je ? 17-10-10 à 12:44

Ha oui... ok Merci
Bon aprem jusqu'à la prochaine fois Marc


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