V VIDYALAYA · Soutien scolaire
Physique-Chimie1reConstitution et transformations de la matiereExercices + corrigé

Dissolution et dilution — Exercices

Concentrations, préparation et dilution de solutions. Corrigé en fin de fiche.
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1Concentration molaire et massique/ 3 pts
On prépare une solution en dissolvant $n = 0{,}05$ mol de glucose ($C_6H_{12}O_6$, $M = 180$ g/mol) dans de l'eau distillée jusqu'à obtenir $V = 250$ mL de solution.
  1. Calculer la concentration molaire $c$ de cette solution.
  2. En déduire la concentration massique $c_m$.
  3. Quelle masse de glucose $m$ aurait-il fallu peser ?
2Sérum physiologique/ 3 pts
Le sérum physiologique est une solution aqueuse de chlorure de sodium (NaCl, $M = 58{,}5$ g/mol) de concentration massique $c_m = 9{,}0$ g/L.
  1. Calculer la concentration molaire $c$ du sérum physiologique.
  2. Calculer la masse $m$ de NaCl à peser pour préparer $V = 500$ mL de cette solution.
  3. Décrire brièvement le protocole de préparation.
3Dilution d'une solution d'acide chlorhydrique/ 4 pts
On prélève $V_i = 20{,}0$ mL d'une solution mère de chlorure d'hydrogène (HCl) de concentration $c_i = 1{,}0$ mol/L. On verse ce prélèvement dans une fiole jaugée de $V_f = 250$ mL et on complète à l'eau distillée.
  1. Calculer le facteur de dilution $F$.
  2. Calculer la concentration $c_f$ de la solution fille.
  3. Vérifier le résultat par la conservation de la quantité de matière de soluté.
  4. Quel volume $V_i'$ aurait-il fallu prélever pour obtenir $c_f = 0{,}040$ mol/L dans la même fiole de 250 mL ?
4Préparer une solution par dilution/ 3 pts
On veut préparer $V_f = 100$ mL d'une solution de sulfate de cuivre (CuSO$_4$) de concentration $c_f = 0{,}050$ mol/L à partir d'une solution mère de concentration $c_i = 0{,}50$ mol/L.
  1. Calculer le volume $V_i$ de solution mère à prélever.
  2. Décrire le protocole de dilution.
5Mélange : calcul de concentration/ 4 pts
On mélange $V_1 = 200$ mL d'une solution de glucose de concentration $c_1 = 0{,}30$ mol/L avec $V_2 = 300$ mL d'eau distillée. On suppose les volumes additifs.
  1. Calculer la quantité de matière de glucose $n$ contenue dans $V_1$.
  2. Quel est le volume total $V_f$ de la solution obtenue ?
  3. En déduire la concentration $c_2$ de la solution finale.
  4. Calculer le facteur de dilution $F$ et vérifier que $c_2 = c_1 / F$.
Corrigé détaillé
1Concentration molaire et massique
a) \(c = \dfrac{n}{V} = \dfrac{0{,}05}{0{,}250} =\) \(0{,}20 \text{ mol/L}\)
b) \(c_m = c \times M = 0{,}20 \times 180 =\) \(36 \text{ g/L}\)
c) \(m = n \times M = 0{,}05 \times 180 =\) \(9{,}0 \text{ g}\)
2Sérum physiologique
a) \(c = \dfrac{c_m}{M} = \dfrac{9{,}0}{58{,}5} \approx\) \(0{,}154 \text{ mol/L}\)
b) \(m = c_m \times V = 9{,}0 \times 0{,}500 =\) \(4{,}5 \text{ g}\)
c) \(\text{Peser } 4{,}5 \text{ g de NaCl} \to \text{dissoudre dans un bécher} \to \text{transvaser dans une fiole de 500 mL} \to \text{compléter à l'eau distillée au trait de jauge} \to \text{boucher et homogénéiser.}\) \(\)
3Dilution d'une solution d'acide chlorhydrique
a) \(F = \dfrac{V_f}{V_i} = \dfrac{250}{20{,}0} =\) \(12{,}5\)
b) \(c_f = \dfrac{c_i \cdot V_i}{V_f} = \dfrac{1{,}0 \times 0{,}0200}{0{,}250} =\) \(0{,}080 \text{ mol/L}\)
c) \(n_i = c_i V_i = 1{,}0 \times 0{,}0200 = 0{,}020 \text{ mol} \quad ; \quad n_f = c_f V_f = 0{,}080 \times 0{,}250 = 0{,}020 \text{ mol}\) \(n_i = n_f \text{ : conservation vérifiée}\)
d) \(V_i' = \dfrac{c_f \cdot V_f}{c_i} = \dfrac{0{,}040 \times 0{,}250}{1{,}0} = 0{,}010 \text{ L} =\) \(10{,}0 \text{ mL}\)
4Préparer une solution par dilution
a) \(V_i = \dfrac{c_f \cdot V_f}{c_i} = \dfrac{0{,}050 \times 0{,}100}{0{,}50} = 0{,}010 \text{ L} =\) \(10{,}0 \text{ mL}\)
b) \(\text{Prélever } 10{,}0 \text{ mL à la pipette jaugée} \to \text{verser dans une fiole de 100 mL} \to \text{compléter à l'eau distillée au trait de jauge} \to \text{boucher et homogénéiser.}\) \(\)
5Mélange : calcul de concentration
a) \(n = c_1 \times V_1 = 0{,}30 \times 0{,}200 =\) \(0{,}060 \text{ mol}\)
b) \(V_f = V_1 + V_2 = 200 + 300 =\) \(500 \text{ mL} = 0{,}500 \text{ L}\)
c) \(c_2 = \dfrac{n}{V_f} = \dfrac{0{,}060}{0{,}500} =\) \(0{,}12 \text{ mol/L}\)
d) \(F = \dfrac{V_f}{V_1} = \dfrac{500}{200} = 2{,}5 \quad ; \quad \dfrac{c_1}{F} = \dfrac{0{,}30}{2{,}5} =\) \(0{,}12 \text{ mol/L} \text{ : vérifié}\)