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[PDF] masse d'un noyau

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1 eSpécialité Physique Chimie

CHAPITRE 1

DÉTERMINATION DE LA

COMPOSITION D"UN

SYSTÈME CHIMIQUE À

L"ÉTAT INITIAL

EXERCICES

Wulfran Fortin

Liste des exercices

1

1Masses molaires et quantités de

matière

Exercice 1

Exercice 2

Exercice 3

Exercice 4

Exercice 5

2

Concentr ationet quantités de ma-

tière

Exercice 1

Exercice 2

Exercice 3

Exercice 4

3

V olumemolaire d"un gaz

Exercice 1

Exercice 2

Exercice 3

Exercice 4

4

Dosage spectro photométr ique

Exercice 1

Exercice 2

2

Exercice 3

Exercice 4

Exercice 5

Exercice 6

3 ?Masses molair eset quantités de matière

1 MASSES MOLAIRES ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

Exercice ?

Énoncé

D"après Belin 2019.

Calculer la masse molaire des espèces chi-

miques ou composés ioniques suivants : 1.

Le par acétamolde f ormule

C

8H9NO2

2.

Le diiode de f ormuleI2

3.

Le carbonate de calcium de f ormule

CaCO 3 4.

La vitamine C de f ormuleC6H8O6

5.

Le sulf atede magnésium

heptahydraté de formule MgSO

4,7H2O

6.

Le sel de Mohr de f ormule

Fe(SO4)2(NH4)2,6H2O

1 MASSES MOLAIRES ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

Correction

Pour le paracétamol

M

C8H9NO2=8M(C)+9M(H)

+M(N)+2M(O) =812.0+91.0 +14.0+216.0 =151g.mol1

Pour le diiode

M(I2) =2M(I)

=2126.9 =253.8g.mol1

Pour le carbonate de calcium

M(CaCO3) =M(Ca)+M(C)+3M(O)

=40.1+12.0+316.0 =100.1g.mol1

1 MASSES MOLAIRES ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

Pour la vitamine C

M(C6H8O6) =6M(C)+8M(H)

+6M(O) =612+81.0 +616.0
=176g.mol1

Pour le sulfate de magnésium hydraté sept

fois, il faudra compter sept fois la masse mo- laire moléculaire de l"eau M

MgSO4,7H2O=M(Mg)+M(S)+

4M(O)+7M(H2O)

=24.3+32.1 +416.0
+7(21.0+16) =246.4g.mol1

Pour le sel de Mohr il faudra compter2fois

le groupeSO4,2fois le groupeNH4, et6

1 MASSES MOLAIRES ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

fois la molécule d"eauH2O M

Fe(SO4)2(NH4)2,6H2O=

M(Fe)+2M(SO4)+2M(NH4)

+6M(H2O) =

55.8+2(32.1+416.0)+

2(14.0+41.0)+

6(21.0+16.0) =

392g.mol1

1 MASSES MOLAIRES ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

Exercice ?

Énoncé

D"après Belin 2019.

Une molécule d"eauH2Oa une masse

égale àmmolécule=2,991023g.

Calculer la masse molaire de l"eau de deux

manières différentes.

1 MASSES MOLAIRES ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

Correction

La première méthode est directe, on prend

une mole de molécules (soit le nombre d"Avogadro) et donc il suffit de multiplier la masse de la molécule par le nombre d"Avo- gadro

M(H2O) =NAmmolécule

et donc

M(H2O) =6.0221023

2,991023g

=18.0g.mol1 La deuxième façon de faire consiste à utili- ser les masses molaires atomiques de l"oxy- gène et de l"hydrogène

M(H2O) =2M(H)+M(O)

=21.0+16.0 =18.0g.mol1

1 MASSES MOLAIRES ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

Exercice ?

Énoncé

D"après Belin 2019.

Recopier le tableau suivant et compléter les

valeurs manquantes.

1 MASSES MOLAIRES ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

ÉchantillonMasse

molaire (g.mol1Quantité de matière (mol)Masse (g)Saccharose C

12H22O11(s)2.0102

Dioxyde

d"azoteNO2(g)1.5101Chloroforme CHCl

3(g)5.0102

Table1 - Masses molaires, quantités de matière, masses

1 MASSES MOLAIRES ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

Correction

On calcule la masse molaire du saccharose

à partir de sa formule brute et des masses

molaires atomique

M(C12H22O11(s))

=1212.0+221.0+1116.0 =342g.mol1

Ensuite, connaissantnetMpour le sac-

charose, on peut calculer la massemde l"échantillon par la formule m=nM et donc n=0.02342=6.84g

Pour le dioxyde d"azote, on calcule sa

masse molaire moléculaire

M(NO2(g)) =14.0+216.0

=46g.mol1

1 MASSES MOLAIRES ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

Ensuite, connaissant la massemde

l"échantillon ainsi que la masse molaire mo- léculaireM, on applique la formule n=mM et donc la quantité de matière vaut n=0.15g46g.mol1=3.3103mol

Enfin, pour le Chloroforme

M(CHCl3(g)) =12.0+1.0+335.5

=119.5g.mol1 et comme m=nM on a m=5.0102119.5g.mol1=6.0g

1 MASSES MOLAIRES ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

Exercice ?

Énoncé

D"après Belin 2019.

La posologie quotidienne maximale d"aspi-

rineC9H8O4est de3.0g. a.Calculer la masse molaire de l"aspirine. b.Exprimer puis calculer la quantité de ma- tière maximale d"aspirine autorisée par jour. c.En déduire le nombre maximum de molé- cules d"aspirine pouvant être absorbées quotidiennement.

1 MASSES MOLAIRES ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

Correction

a.

M(C9H8O4) =912.0+8.0+416.5

=180g.mol1 b.On utilise la formule n=mM et on obtient n=3.0180 =17mmol c.On utilise la formule N=NAn et on obtient

N=6.02210230.0166

=1.001022molécules

1 MASSES MOLAIRES ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

Exercice ?

Énoncé

D"après Belin 2019.

Recopier et compléter les valeurs

manquantes du tableau pour les liquides donnés

1 MASSES MOLAIRES ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

LiquidesM

(g.mol1) (g.mol1)n (mol)V(mL)m (g)Éthanol C

2H6O0.7915

Dichloro

méthane CH

2Cl21.32.0

10 2 Table2 - Masses molaires, quantités de matière, masses, masses volumiques

1 MASSES MOLAIRES ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

Correction

Masse molaire de l"éthanol

M(C2H6O) =46g.mol1

On calcule la massemdu liquide connais-

sant son volumeVet sa masse volumique après avoir bien vérifié les unités des va- leurs m=V donc m=0.79g.mL115mL=11.9g On peut enfin calculer la quantité de matière nen utilisant la formule n=mM n=11.9g46g.mol1=0.26mol

Pour le dichlorométhane

M(CH2Cl2) =85g.mol1

1 MASSES MOLAIRES ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

Comme on connaîtnetMon peut calculer

mpar la formule m=nM donc m=2.0102mol85g.mol1=1.7g connaissant la massemet la masse volu- miqueon peut calculer le volume du li- quide par la formule V=m et donc

V=1.7g1.3g.mL1

1 MASSES MOLAIRES ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

Concentr ationet quantités de

matière

2 CONCENTRATION ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

Exercice ?

Énoncé

D"après Belin 2019.

Une solution aqueuse de volumeVsolution=

200mLcontient1.0102mol

d"hydroxyde de sodiumNaOH. a.Calculer la concentration en quantité de matièreCde la solution d"hydroxyde de so- dium. b.En déduire la concentration en masseCm de la solution.

2 CONCENTRATION ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

Correction

a.On calcule la concentration molaire à l"aide de la formule C=nV et on effectue le calcul en étant attentif aux unités

C=1.0102mol200103L=0,050mol.L1

b.On calcule la masse molaire de l"hydroxyde de sodium

M(NaOH) =23.0+16.0+1.0

=40g.mol1

On peut alors calculer la masse d"hydroxyde

de sodium m=nM donc m=1.010240=0.4g

2 CONCENTRATION ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

On calcule enfin la concentration massique

C m=mV =0.4g0,200L=2.0g.L1

2 CONCENTRATION ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

Exercice ?

Énoncé

D"après Belin 2019.

Dans le cas d"une déshydratation, il peut

être administré par perfusion une solution

de glucoseC6H12O6de concentration en quantité de matièreC=278mmol.L1. a.Calculer la masse molaire du glucose. b.Calculer la masse de glucose contenue dans une perfusion de500mLen combi- nant deux formules.

2 CONCENTRATION ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

Correction

a.Masse molaire du glucose

M(C6H12O6) =

=612.0+121.0+616.0 =180g.mol1 b.On calcule la quantité de matière conte- nue dans un volume de solution n=CV

On peut alors calculer la masse de glucose

m=nM

En combinant ces deux formules

m=CMV

2 CONCENTRATION ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

On effectue le calcul en étant attentif aux

unités m=CMV =278mmol.L1180g.mol1 500mL
=278103mol.L1180g.mol1

0,500L

=25g.L1

2 CONCENTRATION ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

Exercice ?

Énoncé

D"après Belin 2019.

Pour limiter l"apparition de crampes après

un effort sportif intense, il est possible de boire une solution de bicarbonate de sodium fabriquée par dissolution de10gde bicar- bonate de sodiumNaHCO3dans l"eau afin d"obtenir un litre de solution. a.Calculer la masse molaire du bicarbonate de sodium. b.Calculer la concentration en masse puis la concentration en quantité de matière de la solution obtenue. c.Retrouver la concentration en quantité de matière à partir des données de l"énoncé et de la masse molaire du bicarbonate de so- dium, en combinant deux formules.

2 CONCENTRATION ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

Correction

a.Masse molaire

M(NaHCO3) =23.0+1.0+12+316.0

=84g.mol1 b.Concentration en masse C m=mV

10g1.0L

=10g.L1

Concentration en quantité de matière

C=nV mM V =mMV

10g84g.mol11.0L

=0.12mol.L1

2 CONCENTRATION ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

c.Voir ci dessus.

2 CONCENTRATION ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

Exercice ?

Énoncé

D"après Belin 2019.

Une solution d"eau sucrée a été préparée par dissolution de12gde saccharose C

12H22O11pour obtenir un volume total de

solutionVsolution=100mL. La masse de la solution obtenue vaut103.92g. a.Calculer la masse volumiquede la so- lution d"eau sucrée. b.Calculer la concentration en masseCm de la solution. c.Calculer la masse molaireMdu saccha- rose. d.Démontrer la relation liant la concentra- tion en quantité de matièreCet la concen- tration en masseCm. e.Calculer la concentration en quantité de matière de la solution d"eau sucrée à partir de la concentration en masse.

2 CONCENTRATION ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

Correction

a.Masse volumique =msolutionV solution

103.92g100mL

=1,0392g.mL1 b.Concentration en masse C m=msolutéV solution

12g100mL

12g0,100L

=120g.L1 c.Masse molaire

M(C12H22O11) =1212.0+221.0

+1116.0
=342g.mol1

2 CONCENTRATION ET QUANTITÉS DE MATIÈRE

d.Relation entreCetCmOn a C m=msolutéV solution

Pour le soluté

m soluté=nM

On substitue dans l"équation et on a

C m=nMV solution Dans cette équation, on reconnaît la défini- tion de la concentration molaire C m=nV solutionM Donc C m=CM e.On transforme l"équation précédente pour isolerCen divisant à gauche et à droite parquotesdbs_dbs18.pdfusesText_24