Les solutions : pourcentage massique, molarité, normalité, dilution

Acide chlorhydrique à 37 %. Densité de HCl à 37% =1,19 ; masse molaire de HCl= 36,5g/mol Calculer la molarité de cette solution. Masse de 1 L de solution commerciale : 1,19 kg = 1190 g. Masse d'acide chlorhydrique pur : m = 1190*0,37 = 440,3 g Quantité de matière (mol) de HCl : n = m/M =440,3/36,5 = 12,1 mol dans 1 L de solution commerciale. On dissout dans l'eau 187,6 g de sulfate de chrome Cr2 (SO4)3 et l'on ajuste la solution à un litre. Quelle est la molarité de la solution ? Masse molaire Cr2 (SO4)3 : M= 52*2+3*(32+4*16) =392 g/mol Quantité de matière (mol) : n = m/M = 187,6 / 392 =0,479 mol dans 1 L. Quelle est la normalité des solutions suivantes : a. 0,2 mol/L en H2SO4. L'acide sulfurique est un diacide: normalité = 2 * molarité = 2*0,2 = 0,4 N. b. 0,3 mol/L en NaOH. La soude est une monobase : normalité = molarité = 0,3 N. c. 0,8 mol /L en H3PO4. L'acide phosphorique est un triacide : normalité = 3 * molarité = 3*0,8 = 2,4 N. Quelle est la concentration en ion H+ d'une solution aqueuse contenant 0,01 mol/Lde H2SO4 Quel est alors le pH de la solution ? L'acide sulfurique est un diacide fort ( pratiquement entièrement ionisé en solution). H2SO4 = 2H+ (aq) + SO42- (aq). Donc 0,02 mol d'ion H+ (aq) dans 1 L. pH = - log 0,02 = 1,7. L'iode I2 peut être réduit en iodure I- . Quelle est la normalité d'une solution à 0,1 mol/L en I2 ? ½ I2 +e- = I-. L'équivalent est égal à 1 mole de charges électriques élémentaires : donc 0,1 N. Exprimer en g/L la concentration d'une solution de H2SO4 à 0,25 M. Quelle est alors la normalité de cette solution ?  Masse molaire H2SO4 : M= 2+32+4*16 = 98 g / mol. puis 0,25*98 = 24,5 g/L. L'acide sulfurique est un diacide : normalité = 2 * molarité =2*0,25 = 0,5 N. Comment préparer vous un litre de solution 0,2 M en H2SO4 à partir d'une solution de 1 M en H2SO4 ? Le facteur de dilution est égal à F = 1/0,2 = 5. Prélever 1000/5 = 200 mL de solution concentrée ( pipette jaugée + pipeteur) Placer dans une fiole jaugée de 1L contenant un peu d'eau distillée. Compléter avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge. Agiter pour rendre homogène. Donner le principe des moyens chimiques suivants : Gravimétrie : ensemble de techniques de séparation de minéraux, basée sur la différence de densité de ces minéraux. Concentrer des minerais; recyclage : séparation des matières plastiques de différentes densités. Volumétrie : mesure du volumes ; connaissant de plus la concentration d'un réactif, on peut déterminer la concentration inconnue d'une solution. Complexométrie : dissolution ou maintient en solution d'une substance peu soluble par formation d'un complexe. Dosage d'ions métalliques en solution. Absorption atomique : émission ou absorption de lumière par un atome libre : l'énergie varie lorsqu'un électron passe d'une orbite à une autre. La spectrométrie d'absorption atomique permet le dosage de nombreux matériaux inorganiques (roches et minerais, métaux et alliages).   Quel volume d'acide sulfurique à 96% en masse faut il pour préparer 1 L d'une solution M/10. Densité de H2SO4: d=1,84. Un litre de solution a une masse de 1,84 kg = 1840 g et contient m = 0,96*1840 =1766 g d'acide sulfurique pur. Masse molaire H2SO4: M= 98 g/mol Concentration molaire ( molarité ) de la solution : C= 1766/98 =18 mol/L. Facteur de dilution : 18/0,1 = 180. Volume à prélever : 1000/180 = 5,6 mL. Calculer en g/L la solubilité du sel suivant PbSO4. Ks =1,6 10-6 à 25°C PbSO4(s) = Pb2+(aq) + SO42-(aq). Ks = [Pb2+(aq)][SO42-(aq)] =[Pb2+(aq)]2. [Pb2+(aq)] = (1,6 10-6)½ = 1,26 10-3 mol/L. Molarité de la solution : 1,26 10-3 mol/L. Masse molaire PbSO4 : M =207+32+4*16 =333 g/mol Solubilité : 333*1,26 10-3 = 0,42 g/L. Versons quelque goutte d'une solution de soude dans trois tubes à essai contenant respectivement les solution suivants : Chlorure de fer(III), sulfate de cuivre, sulfate d'aluminium Qu observe t'on ? Précipité rouille d'hydroxyde de fer (III) : Fe(OH)3. Précipité bleu d'hydroxyde de cuivre (II) : Cu(OH)2. Précipité blanc d'hydroxyde d'aluminium Al(OH)3 qui se dissout dans un excès de soude. Calculer la concentration en ion H+ d'une solution aqueuse 0,2 M en H2SO4. L'acide sulfurique est un diacide fort ( pratiquement entièrement ionisé en solution). H2SO4 = 2H+ (aq) + SO42- (aq). Donc 0,4 mol d'ion H+ (aq) dans 1 L. Quelle masse de H3PO4 pur faut il pour préparer 4 L d'une solution aqueuse N/4 en H3PO4. L'acide phosphorique est un triacide : normalité = 3 * molarité  Molarité = 0,25 N / 3 = 8,33 10-2 mol/L Soit : n = 4* 8,33 10-2 =0,333 mol dans 4 L. Masse molaire acide phosphorique : M=3+31+4*16 = 98 g/mol. Masse : m = n M =32,7 g. Le titre hydrotimétrique est défini comme étant la somme des concentrations en ion calcium et du magnésium. 1 degré TH = 10-4 mol /L d'ion Ca2+ ou Mg2+ soit 4 mg/ L d'ion Ca2+ ou 2,4 mg/L d'ion Mg2+ . Calculer la concentration en mg/L du magnésium ? On donne concentration de Ca2+= 6,4 mg/L et TH=6,2. Contribution de l'ion Ca2+ : 6,4/4 = 1,6 TH. Contribution de l'ion Mg2+ : 6,2-1,6 = 4,6 TH ou encore 4,6*2,4 = 11 mg/L. On veut préparer une courbe d'étalonnage pour le dosage des nitrates, on dispose d'une solution à 100 mg/L. Quel volume de cette solution faut il prélever pour préparer 100 mL de solution pour les étalons suivants : 0,2 mg/L ; 0,4 mg/L ; 0,6mg /L ; 0,8mg / L; 1 mg/L. étalon ( mg/L) 0,2 0,4 0,6 0,8 1 facteur de dilution 100/0,2 = 500 100/0,4 = 250 100/0,6 =167 100/0,8 = 125 100/1 = 100 volume à prélever (mL) 100/500 = 0,2 100/250 = 0,4 100/167 =0,6 100/125 =0,8 100/100 = 1

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