Calcul de la masse de nickel

Calcul de la Masse de Nickel dans une Pièce de Monnaie (Niveau 3ème)

Calcul de la Masse de Nickel dans une Pièce de Monnaie

Comprendre la Composition des Objets du Quotidien

De nombreux objets qui nous entourent sont fabriqués à partir de mélanges de différentes substances. En chimie, un mélange de métaux est appelé un alliage. Les pièces de monnaie, par exemple, sont souvent des alliages pour leur conférer des propriétés spécifiques de dureté, de résistance à la corrosion ou de couleur. Connaître la composition d'un alliage, c'est-à-dire les proportions des différents éléments chimiques qui le constituent, est important. Une façon d'exprimer cette composition est le pourcentage massique, qui indique la masse d'un élément particulier pour 100 unités de masse de l'alliage.

Données de l'étude : Analyse d'une Pièce de Monnaie

Une pièce de monnaie de 1 euro a une masse totale \(m_{\text{pièce}} = 7.50 \, \text{g}\). La partie extérieure (jaune) est un alliage appelé "maillechort" qui contient \(25\%\) de nickel (Ni) en masse. Le reste est principalement du cuivre et du zinc.

Dans cet exercice, nous allons nous concentrer sur le calcul de la masse de nickel présente dans la partie en maillechort si cette partie représentait la totalité de la pièce (pour simplifier au niveau 3ème, nous considérons que toute la pièce a cette composition, ou que la question porte sur un échantillon de maillechort de 7.50g).

Schéma : Pièce de Monnaie et sa Composition
Ni 25% Pièce de monnaie contenant du nickel.

Une pièce de monnaie est souvent un alliage de plusieurs métaux, dont le nickel.


Questions à traiter

  1. Que signifie l'indication "la pièce contient \(25\%\) de nickel en masse" ?
  2. Quelle est la masse totale de la pièce de monnaie étudiée ?
  3. Écrire la formule littérale qui permet de calculer la masse de nickel (\(m_{\text{Ni}}\)) contenue dans la pièce, en utilisant le pourcentage massique et la masse totale de la pièce.
  4. Calculer la masse de nickel (\(m_{\text{Ni}}\)) présente dans cette pièce de \(7.50 \, \text{g}\).
  5. Si un collectionneur possède 10 pièces identiques, quelle serait la masse totale de nickel qu'il détiendrait à travers ces pièces ?

Correction : Calcul de la Masse de Nickel dans une Pièce

Question 1 : Signification du pourcentage massique

Principe :

Le pourcentage massique d'un composant dans un mélange (ou un alliage) indique la proportion de la masse de ce composant par rapport à la masse totale du mélange, exprimée en pourcentage.

Réponse :

L'indication "\(25\%\) de nickel en masse" signifie que pour \(100 \, \text{g}\) de l'alliage de la pièce, il y a \(25 \, \text{g}\) de nickel. Autrement dit, le nickel représente un quart de la masse totale de la pièce.

Résultat Question 1 : "\(25\%\) de nickel en masse" signifie que la masse de nickel représente 25% de la masse totale de la pièce.

Question 2 : Masse totale de la pièce

Principe :

Cette information est directement donnée dans l'énoncé du problème.

Données spécifiques :
  • Masse de la pièce (\(m_{\text{pièce}}\)) : \(7.50 \, \text{g}\)
Résultat Question 2 : La masse totale de la pièce de monnaie étudiée est de \(7.50 \, \text{g}\).

Question 3 : Formule littérale pour la masse de nickel

Principe :

Pour calculer la masse d'un composant à partir de son pourcentage massique et de la masse totale, on multiplie la masse totale par le pourcentage massique (exprimé sous forme décimale).

Formule(s) utilisée(s) :
\[ m_{\text{Ni}} = \frac{\text{Pourcentage de Ni}}{100} \times m_{\text{pièce}} \]

Ou, si le pourcentage est déjà sous forme décimale (ex: 0.25 pour 25%) :

\[ m_{\text{Ni}} = \text{Fraction massique de Ni} \times m_{\text{pièce}} \]
Résultat Question 3 : La formule littérale est \(m_{\text{Ni}} = \frac{\text{Pourcentage de Ni}}{100} \times m_{\text{pièce}}\).

Question 4 : Calcul de la masse de nickel (\(m_{\text{Ni}}\))

Principe :

On applique la formule établie à la question 3 avec les valeurs numériques données.

Données spécifiques :
  • Pourcentage de Nickel : \(25\%\)
  • \(m_{\text{pièce}} = 7.50 \, \text{g}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} m_{\text{Ni}} &= \frac{25}{100} \times 7.50 \, \text{g} \\ &= 0.25 \times 7.50 \, \text{g} \\ &= 1.875 \, \text{g} \end{aligned} \]
Résultat Question 4 : La masse de nickel présente dans la pièce est de \(1.875 \, \text{g}\).

Quiz Intermédiaire 1 : Si une barre de chocolat de \(100 \, \text{g}\) contient \(30\%\) de cacao en masse, quelle est la masse de cacao ?

Question 5 : Masse totale de nickel pour 10 pièces

Principe :

Si toutes les pièces sont identiques, la masse totale de nickel est la masse de nickel dans une pièce multipliée par le nombre de pièces.

Formule(s) utilisée(s) :
\[ m_{\text{Ni, total}} = m_{\text{Ni par pièce}} \times \text{Nombre de pièces} \]
Données spécifiques :
  • \(m_{\text{Ni par pièce}} = 1.875 \, \text{g}\)
  • Nombre de pièces = 10
Calcul :
\[ \begin{aligned} m_{\text{Ni, total}} &= 1.875 \, \text{g/pièce} \times 10 \, \text{pièces} \\ &= 18.75 \, \text{g} \end{aligned} \]
Résultat Question 5 : La masse totale de nickel pour 10 pièces identiques est de \(18.75 \, \text{g}\).

Quiz Intermédiaire 2 : Le nickel est un :


Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)

1. Un alliage est :

2. Si un objet de \(200 \, \text{g}\) contient \(10\%\) d'un élément X en masse, quelle est la masse de X ?

3. La masse se mesure généralement en :


Glossaire

Masse
Quantité de matière contenue dans un objet. Elle se mesure en grammes (g) ou en kilogrammes (kg).
Pourcentage Massique
Rapport de la masse d'un composant à la masse totale du mélange, multiplié par 100. Il indique la proportion en masse d'un composant.
Alliage
Mélange homogène de métaux, ou d'un métal avec un ou plusieurs autres éléments (métalliques ou non métalliques).
Nickel (Ni)
Élément chimique métallique, de symbole Ni et de numéro atomique 28. Il est utilisé dans de nombreux alliages, comme l'acier inoxydable et les pièces de monnaie.
Élément Chimique
Substance pure constituée d'un seul type d'atome, caractérisée par son numéro atomique (nombre de protons dans le noyau).
Calcul de la Masse de Nickel - Exercice d'Application

D’autres exercices de chimie 3 ème:

Les Réactions Acido-Basiques
Les Réactions Acido-Basiques

Exercice : Les Réactions Acido-Basiques Les Réactions Acido-Basiques Contexte : La chimie acido-basique. Les réactions acido-basiques sont omniprésentes dans notre quotidien : dans la cuisine avec le vinaigre et le bicarbonate de soude, dans notre corps avec la...

Corriger le pH d’un Écosystème Aquatique
Corriger le pH d’un Écosystème Aquatique

Exercice : Corriger le pH d’un Écosystème Aquatique Corriger le pH d’un Écosystème Aquatique Contexte : L'équilibre fragile d'un aquarium. Le maintien d'un pHLe potentiel Hydrogène (pH) est une mesure de l'acidité ou de la basicité d'une solution. stable est vital...

Préparation d’une Solution de Nitrate
Préparation d’une Solution de Nitrate

Exercice : Préparation d’une Solution de Nitrate Préparation d’une Solution de Nitrate de Potassium Contexte : La dissolution en chimie. En laboratoire, les chimistes ont très souvent besoin de préparer des solutions ayant une concentration bien précise pour réaliser...

Déterminer la Concentration d’une Solution
Déterminer la Concentration d’une Solution

Exercice : Déterminer la Concentration d’une Solution Déterminer la Concentration d’une Solution Contexte : Préparation d'une solution en laboratoire. En chimie, il est courant de préparer des solutions en dissolvant une substance (le solutéL'espèce chimique qui est...

Condensation de la vapeur d’eau
Condensation de la vapeur d’eau

Exercice : Condensation de la Vapeur d'Eau Condensation de la Vapeur d'Eau Contexte : La buée dans la salle de bain. Après une douche chaude, l'air de la salle de bain est saturé en vapeur d'eauL'eau sous sa forme gazeuse. Elle est invisible dans l'air.. Au contact de...

Réaction entre le zinc et l’acide chlorhydrique
Réaction entre le zinc et l’acide chlorhydrique

Exercice : Réaction Zinc et Acide Chlorhydrique Réaction entre le Zinc et l'Acide Chlorhydrique Contexte : Les acides sur les métauxLes acides peuvent réagir avec certains métaux, les "attaquer", en produisant un dégagement gazeux et en formant un sel métallique.. En...

Calculs autour de la fusion de la glace
Calculs autour de la fusion de la glace

Exercice : Calculs autour de la fusion de la glace Calcul de L'énergie de Fusion de la Glace Contexte : Le changement d'état de l'eau. Pour se rafraîchir en été, il est courant d'ajouter des glaçons dans une boisson. En fondant, la glace absorbe de l'énergie thermique...

Évaporation de l’eau d’une piscine
Évaporation de l’eau d’une piscine

Calcul de l'Évaporation de l’Eau d’une Piscine Évaporation de l’Eau d’une Piscine Contexte : L' évaporationProcessus par lequel un liquide, ici l'eau, se transforme en gaz (vapeur d'eau) sous l'effet de la chaleur. est un phénomène naturel qui cause une perte d'eau...

Synthèse de l’eau
Synthèse de l’eau

Exercice de Chimie : La Synthèse de l'Eau La Synthèse de l'Eau Contexte : La Synthèse de l'EauRéaction chimique où le dihydrogène et le dioxygène se combinent pour former de l'eau.. L'eau (\(H_2O\)) est l'une des molécules les plus essentielles à la vie. Mais comment...

Condensation et l’Énergie Thermique
Condensation et l’Énergie Thermique

Exercice : Condensation et Énergie Thermique Condensation et l’Énergie Thermique Contexte : Le changement d'étatLe passage d'une substance d'un état physique (solide, liquide, gaz) à un autre, généralement sous l'effet d'un changement de température ou de pression.....

Calcul de Stœchiométrie
Calcul de Stœchiométrie

Exercice : Calcul de Stœchiométrie Calcul de Stœchiométrie : La Combustion du Méthane Contexte : La StœchiométrieLa branche de la chimie qui étudie les relations quantitatives entre les réactifs et les produits dans les réactions chimiques.. La stœchiométrie est un...

Structure de l’Atome
Structure de l’Atome

Structure de l’Atome : Composition et Représentation Structure de l’Atome : Composition et Représentation Contexte : L'atome, le bloc de construction de la matière. Toute la matière qui nous entoure, de l'air que nous respirons aux étoiles dans le ciel, est composée...

Calcul du pH d’une Solution
Calcul du pH d’une Solution

Exercice : Calcul du pH d’une Solution Calcul du pH d’une Solution Contexte : Le pH d'une solutionLe potentiel Hydrogène (pH) est une mesure de l'acidité ou de la basicité d'une solution aqueuse.. Le pH est une grandeur essentielle en chimie qui nous permet de savoir...

Calcul de la Masse Volumique de l’Eau
Calcul de la Masse Volumique de l’Eau

Exercice : Calcul de la Masse Volumique de l’Eau Calcul de la Masse Volumique de l’Eau Contexte : La Masse VolumiqueLa masse d'un matériau par unité de volume. Elle se note \(\rho\) (rho) et s'exprime souvent en kg/m³ ou en g/cm³.. En cours de chimie, un élève...

Combustion du butane dans un réchaud
Combustion du butane dans un réchaud

Exercice : Combustion du Butane Combustion du butane dans un réchaud Contexte : L'utilisation d'un réchaud de campingAppareil de cuisson portable qui utilise un combustible gazeux, comme le butane, pour produire une flamme.. Pour cuisiner en plein air, on utilise...

L’oxydo-réduction : transfert d’électrons
L’oxydo-réduction : transfert d’électrons

Chimie : L'Oxydo-réduction - Transfert d'Électrons L'oxydo-réduction : transfert d'électrons Contexte : L'échange invisible qui change tout De nombreuses réactions chimiques, de la combustion qui nous chauffe à la rouille qui détruit les métaux, en passant par le...

Les piles électrochimiques
Les piles électrochimiques

Chimie : Les Piles Électrochimiques - Principe de fonctionnement Les piles électrochimiques : principe de fonctionnement Contexte : Créer de l'électricité avec de la chimie Une pile, comme celle de votre télécommande ou de votre téléphone, est un formidable dispositif...

Réactions entre solutions acides et bases
Réactions entre solutions acides et bases

Chimie : Réactions Acide-Base et pH Réactions entre solutions acides et bases : pH et neutralisation Contexte : La rencontre explosive (ou pas) des contraires En chimie, les acides et les bases sont comme les deux faces d'une même pièce. Les acides, comme le jus de...

Tests de reconnaissance des ions 
Tests de reconnaissance des ions 

Chimie : Tests de Reconnaissance des Ions Tests de reconnaissance des ions (cations métalliques et anions courants) Contexte : L'enquête chimique En chimie, les solutions aqueuses sont souvent incolores, même si elles contiennent de nombreux ions dissous. Comment...

Calcul de Masse Molaire
Calcul de Masse Molaire

Chimie : Calcul de la Masse Molaire (Glucose) Calcul de la Masse Molaire d'une Molécule Contexte : Comment "peser" les molécules ? En chimie, les atomes et les molécules sont bien trop petits pour être pesés individuellement. Les chimistes utilisent donc une unité...

Concentration Ionique des Sels Solubles
Concentration Ionique des Sels Solubles

Concentration Ionique des Sels Solubles Concentration Ionique des Sels Solubles Comprendre la Dissolution et la Concentration Ionique De nombreux composés, appelés sels ioniques, sont constitués d'ions (atomes ou groupes d'atomes chargés électriquement). Lorsqu'un sel...

Étude du pH dans des Mélanges Réactifs
Étude du pH dans des Mélanges Réactifs

Étude du pH dans des Mélanges Réactifs (Niveau 3ème) Étude du pH dans des Mélanges Réactifs Comprendre le pH des Mélanges Acido-Basiques Le pH est une grandeur qui permet de caractériser l'acidité ou la basicité d'une solution aqueuse. Une solution acide a un pH...

Calcul de la masse volumique du bloc
Calcul de la masse volumique du bloc

Calcul de la Masse Volumique d'un Bloc Calcul de la Masse Volumique d'un Bloc Comprendre la Masse Volumique La masse volumique est une grandeur physique qui caractérise la masse d'un matériau par unité de volume. Elle permet de savoir si un objet est "lourd" ou...

Effets de la Concentration sur le pH
Effets de la Concentration sur le pH

Effets de la Concentration sur le pH (Niveau 3ème) Effets de la Concentration sur le pH d'une Solution Comprendre le pH et l'Effet de la Dilution Le pH est une mesure qui indique si une solution aqueuse est acide, basique ou neutre. L'échelle de pH va de 0 à 14. Un pH...

Composition Atomique du Magnésium
Composition Atomique du Magnésium

Composition Atomique du Magnésium Composition Atomique du Magnésium Comprendre la Structure de l'Atome Toute matière est constituée d'atomes. Un atome est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre. Il est composé d'un...

Réaction Zinc-Acide Chlorhydrique
Réaction Zinc-Acide Chlorhydrique

Réaction Zinc - Acide Chlorhydrique Réaction entre le Zinc et l'Acide Chlorhydrique Comprendre la Réaction entre un Métal et un Acide Certains métaux réagissent avec les solutions acides. Cette réaction est une transformation chimique au cours de laquelle les...

Condensation et l’Énergie Thermique
Condensation et l’Énergie Thermique

Exercice : Condensation et Énergie Thermique Condensation et l’Énergie Thermique Contexte : Le changement d'étatLe passage d'une substance d'un état physique (solide, liquide, gaz) à un autre, généralement sous l'effet d'un changement de température ou de pression.....

Calcul de Stœchiométrie
Calcul de Stœchiométrie

Exercice : Calcul de Stœchiométrie Calcul de Stœchiométrie : La Combustion du Méthane Contexte : La StœchiométrieLa branche de la chimie qui étudie les relations quantitatives entre les réactifs et les produits dans les réactions chimiques.. La stœchiométrie est un...

Structure de l’Atome
Structure de l’Atome

Structure de l’Atome : Composition et Représentation Structure de l’Atome : Composition et Représentation Contexte : L'atome, le bloc de construction de la matière. Toute la matière qui nous entoure, de l'air que nous respirons aux étoiles dans le ciel, est composée...

Calcul du pH d’une Solution
Calcul du pH d’une Solution

Exercice : Calcul du pH d’une Solution Calcul du pH d’une Solution Contexte : Le pH d'une solutionLe potentiel Hydrogène (pH) est une mesure de l'acidité ou de la basicité d'une solution aqueuse.. Le pH est une grandeur essentielle en chimie qui nous permet de savoir...

Calcul de la Masse Volumique de l’Eau
Calcul de la Masse Volumique de l’Eau

Exercice : Calcul de la Masse Volumique de l’Eau Calcul de la Masse Volumique de l’Eau Contexte : La Masse VolumiqueLa masse d'un matériau par unité de volume. Elle se note \(\rho\) (rho) et s'exprime souvent en kg/m³ ou en g/cm³.. En cours de chimie, un élève...

Combustion du butane dans un réchaud
Combustion du butane dans un réchaud

Exercice : Combustion du Butane Combustion du butane dans un réchaud Contexte : L'utilisation d'un réchaud de campingAppareil de cuisson portable qui utilise un combustible gazeux, comme le butane, pour produire une flamme.. Pour cuisiner en plein air, on utilise...

0 commentaires
Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *