Préparation d’une Solution de Nitrate de Potassium
Comprendre la Préparation des Solutions
En chimie, une solution est un mélange homogène d'au moins deux substances. La substance présente en plus grande quantité est généralement appelée le solvant, et la ou les substances en plus petite quantité sont appelées soluté(s). La concentration d'une solution exprime la quantité de soluté dissoute dans une quantité donnée de solvant ou de solution. Il existe plusieurs façons d'exprimer la concentration, notamment la concentration massique (masse de soluté par litre de solution) et la concentration molaire (nombre de moles de soluté par litre de solution). La préparation précise de solutions de concentrations connues est une compétence fondamentale en laboratoire de chimie.
Données de l'étude : Préparation d'une Solution de Nitrate de Potassium
- Potassium (K) : \(M(\text{K}) \approx 39 \, \text{g/mol}\)
- Azote (N) : \(M(\text{N}) \approx 14 \, \text{g/mol}\)
- Oxygène (O) : \(M(\text{O}) \approx 16 \, \text{g/mol}\)
- \(1 \, \text{L} = 1000 \, \text{mL}\)
Schéma : Préparation d'une Solution par Dissolution
Le nitrate de potassium solide est dissous dans l'eau pour former une solution.
Questions à traiter
- Calculer la masse molaire (\(M\)) du nitrate de potassium (KNO₃).
- Calculer la quantité de matière (nombre de moles, \(n\)) de nitrate de potassium dissous.
- Convertir le volume de la solution (\(V\)) en Litres (L).
- Calculer la concentration molaire (\(C_m\)) de la solution de nitrate de potassium préparée.
- Calculer la concentration massique (\(C_t\) ou \(t\)) de la solution de nitrate de potassium préparée.
Correction : Préparation d’une Solution de Nitrate de Potassium
Question 1 : Masse molaire (\(M\)) du nitrate de potassium (KNO₃)
Principe :
La masse molaire d'un composé est la somme des masses molaires atomiques de tous les atomes qui le composent.
Formule(s) utilisée(s) :
Données spécifiques :
- \(M(\text{K}) \approx 39 \, \text{g/mol}\)
- \(M(\text{N}) \approx 14 \, \text{g/mol}\)
- \(M(\text{O}) \approx 16 \, \text{g/mol}\)
Calcul :
Question 2 : Quantité de matière (\(n\)) de nitrate de potassium
Principe :
La quantité de matière (nombre de moles, \(n\)) est calculée en divisant la masse (\(m\)) du soluté par sa masse molaire (\(M\)).
Formule(s) utilisée(s) :
Données spécifiques :
- \(m_{\text{KNO}_3} = 5.05 \, \text{g}\)
- \(M(\text{KNO}_3) \approx 101 \, \text{g/mol}\) (de la Question 1)
Calcul :
Question 3 : Conversion du volume de la solution (\(V\)) en Litres
Principe :
Le volume est donné en millilitres (mL) et doit être converti en Litres (L) pour le calcul de la concentration molaire.
Formule(s) utilisée(s) :
Données spécifiques :
- \(V = 250 \, \text{mL}\)
Calcul :
Question 4 : Calcul de la concentration molaire (\(C_m\))
Principe :
La concentration molaire (\(C_m\)) d'une solution est le nombre de moles de soluté (\(n\)) par litre de solution (\(V\)).
Formule(s) utilisée(s) :
Données spécifiques :
- \(n_{\text{KNO}_3} = 0.05 \, \text{mol}\) (de la Question 2)
- \(V = 0.250 \, \text{L}\) (de la Question 3)
Calcul :
Quiz Intermédiaire 1 : Si on double le volume de solvant en gardant la même quantité de soluté, la concentration molaire :
Question 5 : Calcul de la concentration massique (\(C_t\))
Principe :
La concentration massique (\(C_t\) ou \(t\)) d'une solution est la masse de soluté (\(m\)) par litre de solution (\(V\)). Elle peut aussi être calculée à partir de la concentration molaire (\(C_m\)) et de la masse molaire du soluté (\(M\)) par la relation \(C_t = C_m \times M\).
Formule(s) utilisée(s) :
Données spécifiques :
- \(m_{\text{KNO}_3} = 5.05 \, \text{g}\)
- \(V = 0.250 \, \text{L}\)
- \(C_m = 0.2 \, \text{mol/L}\) (de la Question 4)
- \(M(\text{KNO}_3) \approx 101 \, \text{g/mol}\) (de la Question 1)
Calcul (avec \(m\) et \(V\)) :
Calcul (avec \(C_m\) et \(M\)) :
Quiz Intermédiaire 2 : Pour préparer une solution moins concentrée à partir d'une solution mère plus concentrée, on effectue une :
Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)
1. Dans une solution aqueuse de sel, l'eau est :
2. La concentration molaire s'exprime en :
3. Pour calculer le nombre de moles d'un composé, on a besoin de connaître :
Glossaire
- Solution
- Mélange homogène résultant de la dissolution d'une ou plusieurs substances (solutés) dans une autre substance (solvant).
- Soluté
- Substance qui est dissoute dans un solvant pour former une solution. Elle est généralement présente en plus petite quantité.
- Solvant
- Substance capable de dissoudre d'autres substances (solutés) pour former une solution. Elle est généralement présente en plus grande quantité.
- Dissolution
- Processus par lequel un soluté se disperse de manière homogène dans un solvant.
- Concentration Molaire (\(C_m\))
- Quantité de matière (nombre de moles) de soluté par litre de solution. Unité : mol/L (ou M).
- Concentration Massique (\(C_t\) ou \(t\))
- Masse de soluté par litre de solution. Unité : g/L.
- Masse Molaire (\(M\))
- Masse d'une mole d'une substance (atomes, molécules, ions). Unité : g/mol.
- Mole (mol)
- Unité de quantité de matière du Système International, représentant \(6.022 \times 10^{23}\) entités élémentaires.
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