Solutions aqueuses et concentration — Première Bac Pro ERA-MA
Durée : 10-15 min | Calculatrice autorisée
Barème : 20 points
Compléter les phrases suivantes :
a) Dans une solution, le liquide majoritaire s'appelle le ...
b) L'espèce chimique dissoute s'appelle le ...
c) Si le solvant est l'eau, la solution est dite ...
d) Dissoudre un solide dans un liquide est une ... . Ajouter du solvant à une solution est une ...
a) Le solvant
b) Le soluté
c) La solution est dite aqueuse
d) C'est une dissolution. C'est une dilution.
On pèse 11,7 g de sel (NaCl). La masse molaire du NaCl est \(M = 58{,}5\) g/mol.
a) Écrire la formule de la quantité de matière : \(n = \dfrac{...}{...}\)
b) Calculer : \(n = \dfrac{11{,}7}{58{,}5} = ...\) mol
a) \(n = \dfrac{m}{M}\)
b) \(n = \dfrac{11{,}7}{58{,}5} = \mathbf{0{,}20}\) mol
On dissout 8 g de sucre dans 400 mL d'eau.
a) Convertir le volume en litres : 400 mL = ... L
b) Calculer la concentration en masse : \(C_m = \dfrac{8}{...} = ...\) g/L
a) 400 mL = 0,400 L
b) \(C_m = \dfrac{8}{0{,}400} = \mathbf{20}\) g/L
On dissout 0,10 mol de NaCl dans 500 mL d'eau.
a) Convertir le volume : 500 mL = ... L
b) Calculer la concentration molaire : \(C = \dfrac{0{,}10}{...} = ...\) mol/L
a) 500 mL = 0,500 L
b) \(C = \dfrac{0{,}10}{0{,}500} = \mathbf{0{,}20}\) mol/L
On dilue un produit de traitement du bois. La solution mère a une concentration de 100 g/L. On veut préparer 1 L de solution à 25 g/L.
a) Écrire la relation de dilution : \(C_1 \times V_1 = C_2 \times V_2\)
b) Remplacer : \(100 \times V_1 = 25 \times 1\)
c) Calculer \(V_1\) : \(V_1 = \dfrac{25}{100} = ...\) L = ... mL
a) et b) \(100 \times V_1 = 25 \times 1\)
c) \(V_1 = \dfrac{25}{100} = \mathbf{0{,}25}\) L = 250 mL
Il faut prélever 250 mL de solution mère et compléter avec de l'eau jusqu'à 1 L.
Compléter les phrases suivantes :
a) On prépare une solution en dissolvant un ... dans un ...
b) Quand on ajoute de l'eau à une solution, on effectue une ...
c) Une solution dont le solvant est l'eau est une solution ...
d) Une solution est un mélange ... (homogène / hétérogène).
a) Un soluté dans un solvant
b) C'est une dilution
c) Une solution aqueuse
d) Un mélange homogène
On pèse 4,0 g de soude (NaOH). La masse molaire du NaOH est \(M = 40\) g/mol.
a) Écrire la formule de la quantité de matière : \(n = \dfrac{...}{...}\)
b) Calculer : \(n = \dfrac{4{,}0}{40} = ...\) mol
a) \(n = \dfrac{m}{M}\)
b) \(n = \dfrac{4{,}0}{40} = \mathbf{0{,}10}\) mol
On dissout 12 g de teinture dans 600 mL de solvant.
a) Convertir le volume en litres : 600 mL = ... L
b) Calculer la concentration en masse : \(C_m = \dfrac{12}{...} = ...\) g/L
a) 600 mL = 0,600 L
b) \(C_m = \dfrac{12}{0{,}600} = \mathbf{20}\) g/L
On dissout 0,20 mol de sucre dans 250 mL d'eau.
a) Convertir le volume : 250 mL = ... L
b) Calculer la concentration molaire : \(C = \dfrac{0{,}20}{...} = ...\) mol/L
a) 250 mL = 0,250 L
b) \(C = \dfrac{0{,}20}{0{,}250} = \mathbf{0{,}80}\) mol/L
On dilue un vernis concentré. La solution mère a une concentration de 200 g/L. On veut préparer 2 L de solution à 50 g/L.
a) Écrire la relation de dilution : \(C_1 \times V_1 = C_2 \times V_2\)
b) Remplacer : \(200 \times V_1 = 50 \times 2\)
c) Calculer \(V_1\) : \(V_1 = \dfrac{100}{200} = ...\) L = ... mL
a) et b) \(200 \times V_1 = 50 \times 2\)
c) \(V_1 = \dfrac{100}{200} = \mathbf{0{,}50}\) L = 500 mL
Il faut prélever 500 mL de solution mère et compléter avec du solvant jusqu'à 2 L.
Barème : 20 points
Un ébéniste prépare une solution de teinture pour bois en dissolvant 15 g de pigment dans 600 mL de solvant.
a) Identifier le soluté et le solvant dans cette solution.
b) Calculer la concentration en masse de la solution.
a) Soluté : le pigment. Solvant : le solvant (liquide majoritaire).
b) \(C_m = \dfrac{m}{V} = \dfrac{15}{0{,}600} = \mathbf{25}\) g/L
On prépare une solution en dissolvant 4 g de soude (NaOH, \(M = 40\) g/mol) dans 250 mL d'eau.
a) Calculer la quantité de matière de NaOH.
b) Calculer la concentration molaire de la solution.
c) Calculer la concentration en masse et vérifier avec la relation \(C_m = C \times M\).
a) \(n = \dfrac{m}{M} = \dfrac{4}{40} = \mathbf{0{,}10}\) mol
b) \(C = \dfrac{n}{V} = \dfrac{0{,}10}{0{,}250} = \mathbf{0{,}40}\) mol/L
c) \(C_m = \dfrac{m}{V} = \dfrac{4}{0{,}250} = 16\) g/L. Vérification : \(C \times M = 0{,}40 \times 40 = \mathbf{16}\) g/L.
Un menuisier agenceur doit préparer 5 L d'un produit fongicide à 40 g/L pour traiter des boiseries. Le produit commercial est à 200 g/L.
a) Calculer le volume de solution mère à prélever.
b) Quel est le facteur de dilution ?
a) \(C_1 \times V_1 = C_2 \times V_2\) → \(200 \times V_1 = 40 \times 5\) → \(V_1 = \dfrac{200}{200} = \mathbf{1}\) L
b) \(f = \dfrac{C_1}{C_2} = \dfrac{200}{40} = \mathbf{5}\)
On dose 10 mL d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration inconnue \(C_A\) par une solution de soude de concentration \(C_B = 0{,}20\) mol/L. Le virage de l'indicateur coloré se produit pour un volume versé de 8 mL.
a) Rappeler la relation au point d'équivalence (réaction 1:1).
b) Calculer la concentration \(C_A\) de l'acide.
a) \(C_A \times V_A = C_B \times V_{B,\text{éq}}\)
b) \(C_A \times 10 = 0{,}20 \times 8\) → \(C_A = \dfrac{1{,}6}{10} = \mathbf{0{,}16}\) mol/L
Calculer la masse molaire des espèces suivantes. On donne : \(M(\text{H}) = 1\), \(M(\text{C}) = 12\), \(M(\text{O}) = 16\), \(M(\text{Na}) = 23\) g/mol.
a) Eau : H₂O
b) Soude : NaOH
c) Éthanol : C₂H₆O
a) \(M(\text{H}_2\text{O}) = 2 \times 1 + 16 = \mathbf{18}\) g/mol
b) \(M(\text{NaOH}) = 23 + 16 + 1 = \mathbf{40}\) g/mol
c) \(M(\text{C}_2\text{H}_6\text{O}) = 2 \times 12 + 6 \times 1 + 16 = \mathbf{46}\) g/mol
Un menuisier agenceur prépare une solution de colle vinylique en diluant 20 g de colle dans 800 mL d'eau.
a) Identifier le soluté et le solvant dans cette solution.
b) Calculer la concentration en masse de la solution.
a) Soluté : la colle vinylique. Solvant : l'eau (liquide majoritaire).
b) \(C_m = \dfrac{m}{V} = \dfrac{20}{0{,}800} = \mathbf{25}\) g/L
On prépare une solution en dissolvant 5,85 g de sel (NaCl, \(M = 58{,}5\) g/mol) dans 500 mL d'eau.
a) Calculer la quantité de matière de NaCl.
b) Calculer la concentration molaire de la solution.
c) Calculer la concentration en masse et vérifier avec la relation \(C_m = C \times M\).
a) \(n = \dfrac{m}{M} = \dfrac{5{,}85}{58{,}5} = \mathbf{0{,}10}\) mol
b) \(C = \dfrac{n}{V} = \dfrac{0{,}10}{0{,}500} = \mathbf{0{,}20}\) mol/L
c) \(C_m = \dfrac{m}{V} = \dfrac{5{,}85}{0{,}500} = 11{,}7\) g/L. Vérification : \(C \times M = 0{,}20 \times 58{,}5 = \mathbf{11{,}7}\) g/L.
Un technicien d'agencement doit préparer 2 L d'un produit insecticide à 30 g/L pour traiter une charpente. Le produit commercial est à 150 g/L.
a) Calculer le volume de solution mère à prélever.
b) Quel est le facteur de dilution ?
a) \(C_1 \times V_1 = C_2 \times V_2\) → \(150 \times V_1 = 30 \times 2\) → \(V_1 = \dfrac{60}{150} = \mathbf{0{,}40}\) L = 400 mL
b) \(f = \dfrac{C_1}{C_2} = \dfrac{150}{30} = \mathbf{5}\)
On dose 20 mL d'une solution de vinaigre (acide acétique) de concentration inconnue \(C_A\) par une solution de soude de concentration \(C_B = 0{,}10\) mol/L. Le virage de l'indicateur coloré se produit pour un volume versé de 15 mL.
a) Rappeler la relation au point d'équivalence (réaction 1:1).
b) Calculer la concentration \(C_A\) de l'acide.
a) \(C_A \times V_A = C_B \times V_{B,\text{éq}}\)
b) \(C_A \times 20 = 0{,}10 \times 15\) → \(C_A = \dfrac{1{,}5}{20} = \mathbf{0{,}075}\) mol/L
Calculer la masse molaire des espèces suivantes. On donne : \(M(\text{H}) = 1\), \(M(\text{C}) = 12\), \(M(\text{O}) = 16\), \(M(\text{Ca}) = 40\) g/mol.
a) Dioxyde de carbone : CO₂
b) Hydroxyde de calcium (chaux) : Ca(OH)₂
c) Acide acétique : C₂H₄O₂
a) \(M(\text{CO}_2) = 12 + 2 \times 16 = \mathbf{44}\) g/mol
b) \(M(\text{Ca(OH)}_2) = 40 + 2 \times (16 + 1) = 40 + 34 = \mathbf{74}\) g/mol
c) \(M(\text{C}_2\text{H}_4\text{O}_2) = 2 \times 12 + 4 \times 1 + 2 \times 16 = \mathbf{60}\) g/mol
Barème : 20 points
Un menuisier agenceur prépare un vernis dilué pour pulvérisation. La fiche technique indique de diluer le vernis concentré (\(C_m = 850\) g/L) pour obtenir 2,5 L de solution à 340 g/L.
a) Calculer le volume de vernis concentré à prélever.
b) Quel volume de solvant faut-il ajouter ?
c) Calculer la masse totale de vernis (soluté) présente dans la solution finale.
a) \(C_1 \times V_1 = C_2 \times V_2\) → \(850 \times V_1 = 340 \times 2{,}5\) → \(V_1 = \dfrac{850}{850} = \mathbf{1{,}0}\) L
b) Volume de solvant : \(2{,}5 - 1{,}0 = \mathbf{1{,}5}\) L
c) \(m = C_m \times V = 340 \times 2{,}5 = \mathbf{850}\) g
On prépare 500 mL d'une solution de chlorure de sodium (NaCl, \(M = 58{,}5\) g/mol) à une concentration molaire de 0,50 mol/L.
a) Calculer la quantité de matière de NaCl nécessaire.
b) En déduire la masse de NaCl à peser.
c) Calculer la concentration en masse de cette solution.
a) \(n = C \times V = 0{,}50 \times 0{,}500 = \mathbf{0{,}25}\) mol
b) \(m = n \times M = 0{,}25 \times 58{,}5 = \mathbf{14{,}625}\) g ≈ 14,6 g
c) \(C_m = C \times M = 0{,}50 \times 58{,}5 = \mathbf{29{,}25}\) g/L
Un fabricant de meubles utilise un décapant dont l'étiquette indique : « Acide chlorhydrique à 10 mol/L ». Il veut préparer 2 L d'une solution diluée à 0,5 mol/L pour nettoyer des ferrures.
a) Calculer le volume de solution concentrée nécessaire.
b) Quel est le facteur de dilution ?
c) Décrire le protocole expérimental de la dilution (4 étapes).
a) \(V_1 = \dfrac{C_2 \times V_2}{C_1} = \dfrac{0{,}5 \times 2}{10} = \mathbf{0{,}10}\) L = 100 mL
b) \(f = \dfrac{C_1}{C_2} = \dfrac{10}{0{,}5} = \mathbf{20}\)
c) 1. Prélever 100 mL de solution concentrée avec une éprouvette graduée. 2. Verser dans un récipient de 2 L. 3. Compléter avec de l'eau jusqu'à 2 L. 4. Agiter pour homogénéiser.
On dose 25 mL d'un produit de traitement du bois (solution d'acide acétique) par une solution de soude à 0,10 mol/L. Le virage a lieu pour un volume versé de 12,5 mL.
a) Calculer la concentration molaire de l'acide acétique.
b) Sachant que \(M(\text{acide acétique}) = 60\) g/mol, calculer la concentration en masse.
a) \(C_A \times V_A = C_B \times V_{B,\text{éq}}\) → \(C_A \times 25 = 0{,}10 \times 12{,}5\) → \(C_A = \dfrac{1{,}25}{25} = \mathbf{0{,}050}\) mol/L
b) \(C_m = C \times M = 0{,}050 \times 60 = \mathbf{3{,}0}\) g/L
Un ébéniste dispose d'une solution de teinture à 80 g/L. Il effectue deux dilutions successives :
a) Calculer la concentration après la 1re dilution.
b) Calculer la concentration après la 2e dilution.
c) Quel est le facteur de dilution global ?
a) \(C_2 = \dfrac{C_1}{f_1} = \dfrac{80}{4} = \mathbf{20}\) g/L
b) \(C_3 = \dfrac{C_2}{f_2} = \dfrac{20}{5} = \mathbf{4}\) g/L
c) Facteur global : \(f = f_1 \times f_2 = 4 \times 5 = \mathbf{20}\). Vérification : \(\dfrac{80}{20} = 4\) g/L.
Un ébéniste prépare une lasure diluée pour application au pistolet. La fiche technique indique de diluer la lasure concentrée (\(C_m = 600\) g/L) pour obtenir 3 L de solution à 200 g/L.
a) Calculer le volume de lasure concentrée à prélever.
b) Quel volume de solvant faut-il ajouter ?
c) Calculer la masse totale de lasure (soluté) présente dans la solution finale.
a) \(C_1 \times V_1 = C_2 \times V_2\) → \(600 \times V_1 = 200 \times 3\) → \(V_1 = \dfrac{600}{600} = \mathbf{1{,}0}\) L
b) Volume de solvant : \(3 - 1{,}0 = \mathbf{2{,}0}\) L
c) \(m = C_m \times V = 200 \times 3 = \mathbf{600}\) g
On prépare 250 mL d'une solution de soude (NaOH, \(M = 40\) g/mol) à une concentration molaire de 0,40 mol/L.
a) Calculer la quantité de matière de NaOH nécessaire.
b) En déduire la masse de NaOH à peser.
c) Calculer la concentration en masse de cette solution.
a) \(n = C \times V = 0{,}40 \times 0{,}250 = \mathbf{0{,}10}\) mol
b) \(m = n \times M = 0{,}10 \times 40 = \mathbf{4{,}0}\) g
c) \(C_m = C \times M = 0{,}40 \times 40 = \mathbf{16}\) g/L
Un menuisier agenceur utilise un décapant dont l'étiquette indique : « Acide phosphorique à 5 mol/L ». Il veut préparer 1,5 L d'une solution diluée à 0,25 mol/L pour nettoyer des surfaces métalliques.
a) Calculer le volume de solution concentrée nécessaire.
b) Quel est le facteur de dilution ?
c) Décrire le protocole expérimental de la dilution (4 étapes).
a) \(V_1 = \dfrac{C_2 \times V_2}{C_1} = \dfrac{0{,}25 \times 1{,}5}{5} = \mathbf{0{,}075}\) L = 75 mL
b) \(f = \dfrac{C_1}{C_2} = \dfrac{5}{0{,}25} = \mathbf{20}\)
c) 1. Prélever 75 mL de solution concentrée avec une éprouvette graduée. 2. Verser dans un récipient de 1,5 L contenant déjà un peu d'eau. 3. Compléter avec de l'eau jusqu'à 1,5 L. 4. Agiter pour homogénéiser.
On dose 20 mL d'un produit fongicide (solution d'acide chlorhydrique) par une solution de soude à 0,20 mol/L. Le virage a lieu pour un volume versé de 16 mL.
a) Calculer la concentration molaire de l'acide chlorhydrique.
b) Sachant que \(M(\text{HCl}) = 36{,}5\) g/mol, calculer la concentration en masse.
a) \(C_A \times V_A = C_B \times V_{B,\text{éq}}\) → \(C_A \times 20 = 0{,}20 \times 16\) → \(C_A = \dfrac{3{,}2}{20} = \mathbf{0{,}16}\) mol/L
b) \(C_m = C \times M = 0{,}16 \times 36{,}5 = \mathbf{5{,}84}\) g/L
Un technicien d'agencement dispose d'une solution de produit de traitement à 120 g/L. Il effectue deux dilutions successives :
a) Calculer la concentration après la 1re dilution.
b) Calculer la concentration après la 2e dilution.
c) Quel est le facteur de dilution global ?
a) \(C_2 = \dfrac{C_1}{f_1} = \dfrac{120}{3} = \mathbf{40}\) g/L
b) \(C_3 = \dfrac{C_2}{f_2} = \dfrac{40}{4} = \mathbf{10}\) g/L
c) Facteur global : \(f = f_1 \times f_2 = 3 \times 4 = \mathbf{12}\). Vérification : \(\dfrac{120}{12} = 10\) g/L.