TD Exercices corrigés chimie en solution
Ø Voici les définitions des grandeurs demandées :
Concentration :
La concentration d'une espèce chimique dans une solution désigne la
quantité de cette espèce par rapport au volume total de la solution. Elle peut
être exprimée en différentes unités comme g/L, mol/L, ppm, etc.
Normalité :
La normalité (symbole : N) est une unité de concentration qui
représente le nombre d'équivalents grammes de soluté par litre de solution.
Elle tient compte de la capacité de réaction de l'espèce chimique.
Molarité :
La molarité (symbole : M) est une unité de concentration qui
représente le nombre de moles de soluté par litre de solution. C'est l'unité de
concentration la plus couramment utilisée en chimie.
Densité :
La densité d'un corps est le rapport entre sa masse et son volume.
Elle s'exprime généralement en g/cm3 ou kg/m3. La densité permet de
caractériser la compacité d'un matériau ou d'un fluide.
En résumé, la concentration indique la quantité de soluté, la
normalité tient compte de la réactivité, la molarité donne le nombre de moles,
et la densité renseigne sur la masse volumique.
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Ø D'accord, voici les étapes de calcul
pour résoudre cet exercice :
Données :
- Masse de soude (NaOH) dissoute : 2 g
1. Calcul de la concentration massique :
Concentration massique = 2 g / 1 L = 2 g/L
2. Calcul de la molarité :
Molarité = nombre de moles de soluté / volume de solution
Masse molaire de NaOH = 40 g/mol
Nombre de moles de NaOH = 2 g / 40 g/mol = 0,05 mol
Molarité = 0,05 mol / 1 L = 0,05 M
3. Calcul de la normalité :
Normalité = nombre d'équivalents-grammes / volume de solution
NaOH est une base forte, donc son équivalent-gramme est égal à sa
masse molaire (40 g/mol)
Normalité = 0,05 équivalents-grammes / 1 L = 0,05 N
Donc pour cette solution de soude :
- Concentration massique = 2 g/L
- Molarité = 0,05 M
- Normalité = 0,05 N
Données :
- Volume de solution : 0,20 L
- Concentration de la solution d'acide oxalique : 0,15 mol/L
1. Calculer le nombre de moles d'acide oxalique dans la solution :
Nombre de moles = Concentration × Volume
Nombre de moles = 0,15 mol/L × 0,20 L = 0,03 mol
2. Calculer la masse d'acide oxalique C2O4H2,2H2O :
Masse molaire de C2O4H2,2H2O = 126,07 g/mol
Masse d'acide oxalique = Nombre de moles × Masse molaire
Masse d'acide oxalique = 0,03 mol × 126,07 g/mol = 3,78 g
Donc, dans 0,20 L d'une solution d'acide oxalique à 0,15 mol/L, on
trouve 3,78 g d'acide oxalique C2O4H2,2H2O.
Ø Voici les étapes de résolution de ce
problème :
Données :
- Volume de la solution à préparer : 100 mL = 0,1 L
- Concentration molaire de la solution de sulfate de cuivre : 0,1
mol/L
- Masse molaire de CuSO4,5H2O : 249 g/mol
1. Calculer le nombre de moles de CuSO4,5H2O nécessaires :
Nombre de moles = Concentration × Volume
Nombre de moles = 0,1 mol/L × 0,1 L = 0,01 mol
2. Calculer la masse de CuSO4,5H2O à utiliser :
Masse = Nombre de moles × Masse molaire
Masse = 0,01 mol × 249 g/mol = 2,49 g
Donc, pour préparer 100 mL de solution de sulfate de cuivre à 0,1
mol/L, il faut utiliser 2,49 g de CuSO4,5H2O.
Ø Très bien, voici le calcul de la
concentration molaire de la solution de CuSO4 :
Données :
- Masse de CuSO4 : 15,9 g
- Masse molaire de CuSO4 : 159,6 g/mol
1. Calculer le nombre de moles de CuSO4 :
Nombre de moles = Masse / Masse molaire
Nombre de moles = 15,9 g / 159,6 g/mol = 0,1 mol
2. Calculer la concentration molaire :
Concentration molaire = Nombre de moles / Volume de solution
Concentration molaire = 0,1 mol / 0,2 L = 0,5 mol/L
Donc, la concentration molaire de la solution de 15,9 g de CuSO4
dans 200 mL d'eau est de 0,5 mol/L.
Ø Très bien, calculons maintenant la
concentration molaire de la solution de NaOH :
Données :
- Masse de NaOH : 8 g
- Volume de solution : 350 mL = 0,35 L
- Masse molaire de NaOH : 40 g/mol
1. Calculer le nombre de moles de NaOH :
Nombre de moles = Masse / Masse molaire
Nombre de moles = 8 g / 40 g/mol = 0,2 mol
2. Calculer la concentration molaire :
Concentration molaire = Nombre de moles / Volume de solution
Concentration molaire = 0,2 mol / 0,35 L = 0,571 mol/L
Donc, la concentration molaire de la solution de 8 g de NaOH dans
350 mL d'eau est de 0,571 mol/L.