Quantité de matière

Cours

Objectifs
Introduction
Pour un corps pur : calculs en lien avec la masse
Pour un corps pur : calculs en lien avec le volume
Pour une espèce en solution
- Rappel de cours
- Exercice : Exercice 1 : Solution de glucose (Niveau Seconde +)
- Exercice : Exercice 2 : Le sulfate de cuivre anhydre (niveau Seconde +)
- Exercice : Exercice 3 : Le sulfate de cuivre hydraté (Niveau Première)

Exercice 3 : Le sulfate de cuivre hydraté (Niveau Première)

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Correction

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Le sulfate de cuivre pentahydraté est un solide ionique de couleur bleue. Il a pour formule (CuSO₄ , 5H₂O). (Rappel : le préfixe "penta" signifie "cinq")

On souhaite réaliser 250 mL d'une solution de sulfate de cuivre de concentration molaire C = 5,00.10^-2 mol.L^-1 .

Calculer la masse de cristaux que l'on doit prélever pour réaliser cette solution.

Données : M_Cu = 63,5 g.mol¹ ; M_S = 32,1 g.mol^-1 M_O = 16,0g.mol^-1 M_H = 1,0g.mol^-1

Le sulfate de cuivre est vendu sous deux formes : anhydre ou pentahydraté.

- forme anhydre : cristaux de couleur blanche ; l'ouverture et la fermeture du flacon fait entrer dedans de l'air plus ou moins humide. Cette humidité va être capturée par les cristaux. La pesée d'1 g de cristaux anhydres correspond bien à 1g de sulfate de cuivre lors de l'achat. Mais, au bout de quelques temps, si on refait un prélèvement de 1g de cristaux, il y aura dans cette masse, du sulfate de cuivre, mais aussi de l'eau, dans une proportion inconnue ! On ne peut donc pas connaître la quantité de matière en sulfate de cuivre...

- forme pentahydratée : cristaux de couleur bleue. Pour éviter le problème évoqué ci-dessus, il est préférable d'acheter les cristaux déjà hydratés : ils n'absorberont plus d'humidité et la proportion d'eau est connue :

1 mole de cristaux pentahydratés contient 1 mole de sulfate de cuivre (CuSO₄) et 5 moles d'eau (H₂O)

C'est la même résolution que celle de l'exercice précédent... C'est bien les résolutions en littéral ! ! !

Ce qui change c'est la masse molaire :

m_CuSO4,5H20 = C.V_solution . M_CuSO4,5H2O (relation 3)

or M_CuSO4,5H2O = M_CuSO4 + 5.M_H2O= 159,6 + 5 x 18,0 = 249,6 g.mol^-1

soit ici : m_CuSO4,5H20 = 5,00.10^-2 . 250.10^-3 . 249,6

d'où m_CuSO4,5H20 = 3,12 g.

Remarque : Pour obtenir la même solution avec des cristaux hydratés, on doit prélever une masse de cristaux plus grande (3,12 g) au lieu de 2,00 g (Cf exercice 2) dans le cas des cristaux anhydres

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	m_cristaux = 3,12 g Réponse correcte !
	m_cristaux = 3,12 kg Attention aux unités
	m_cristaux = 2,00 g Cela ne peut pas être le même résultat qu'à l'exercice précédent : les cristaux étant hydratés, il faut ici une masse de cristaux plus grande. Reprendre les calculs en changeant la masse molaire.