(5) Détermination de quantités de matière

Objectifs :

• peser ou mesurer le volume d’une quantité de matière déterminée d’une espèce chimique

• déterminer le nombre de moles d’un échantillon d’une espèce chimique

• mesurer le volume molaire des gaz.

Échantillons d’espèces chimiques :

• fil de cuivre

• craie

• sulfate de cuivre bleu

• eau distillée

• éthanol

• butane.

I. Quantité de matière contenue dans divers échantillons solides

• Faire la liste du matériel nécessaire et des opérations pour peser les échantillons d’espèces chimiques du tableau ci-dessous.

• Les peser.

• Calculer la masse molaire de l’espèce chimique et en déduire la quantité de matière contenue dans chaque échantillon.

II. Quantité de matière contenue dans divers échantillons liquides

La masse volumique ρ d’un corps homogène de masse m et de volume V est égale à : ρ = mV   avec m qui s'exprime en g, V en mL et ρ en g/mL.

Pour chaque liquide :

• calculer sa masse molaire, puis la masse de 0,15 mol

• déterminer grâce à la masse volumique le volume correspondant à 0,15 mol

• Citer et schématiser les différents instruments de verrerie permettant de prélever ces volumes. Quel est le plus précis ?

III. Mesure du volume molaire des gaz On utilise un briquet à gaz qui contient du butane. 1. Protocole opératoire Remplir d’eau à ras bord l’éprouvette graduée de 500 mL et la retourner dans l’évier plein d’eau sans laisser entrer d’air dans l’éprouvette graduée (utiliser un morceau de papier pour boucher l’éprouvette graduée). Peser la recharge de gaz et noter sa masse  initiale : mi = Introduire environ 400 mL de gaz butane dans l'éprouvette (voir figure ci-contre). Noter précisément le volume de gaz : V = Peser à nouveau la recharge et noter la nouvelle valeur de sa masse : mf = 2. Calcul du volume molaire Vm Que représente mi – mf ? Calculer cette masse : mi – mf = Calculer la masse molaire M du butane de formule brute C4H10 : M = Exprimer puis calculer la quantité de matière n de butane contenue dans l’éprouvette : n = Exprimer puis calculer le volume molaire des gaz : Vm = Attention : la valeur de Vm dépend de la pression : P =            et de la température : θ = Vm ne dépend pas de la nature du gaz : Vm a la même valeur quel que soit le gaz.

Matériel :

Au bureau :

• 2 balances électroniques
• 2 boîtes de Pétri
• 2 verres de montre
• fil de cuivre
• sulfate de cuivre hydraté
• bâtons de craie
• éthanol
• 2 pissettes eau distillée
• 4 béchers
• 2 pipettes graduées 10 mL, 2 pipettes graduées 25 mL, 2 poires à pipeter
• 1 éprouvette graduée de 10 mL, 1 de 25 mL et 1 de 50 mL
• 3 éprouvettes graduées 500 mL ou 250 mL
• 1 thermomètre
• baromètre : http://www.e-tiempo.com/tiempo-managua-32605.html
• 4 briquets.