Correction - Exercices Solution Aqueuse Seconde (PDF + Corrigé)

1. Soluté et solvant (0,5 pt)

Soluté : chlorure de sodium (NaCl, le sel). Solvant : eau.

2. Conversion du volume (0,5 pt)

V = 250 mL = 250 / 1000 = 0,250 L

3. Calcul de la concentration en masse (2 pts)

Formule : C_m = m / V

Application : C_m = 4,5 / 0,250 = 18 g/L

→ La concentration en masse de la solution est C_m = 18 g/L.

4. Comparaison avec l'eau de mer (1 pt)

18 g/L < 35 g/L donc la solution est moins concentrée que l'eau de mer (presque 2 fois moins).

1. Masse à peser (1,5 pt)

Conversion : V = 100 mL = 0,100 L.

Formule : m = C_m × V

Application : m = 20 × 0,100 = 2,0 g

→ Il faut peser 2,0 g de sulfate de cuivre.

2. Verrerie pour mesurer 100 mL précisément (0,5 pt)

On utilise une fiole jaugée de 100 mL (mesure précise du volume final).

3. Protocole expérimental (2 pts)

1. Peser 2,0 g de sulfate de cuivre dans une coupelle à l'aide de la balance.
2. Verser le solide dans la fiole jaugée de 100 mL à l'aide d'un entonnoir, rincer la coupelle et l'entonnoir avec de l'eau distillée.
3. Remplir la fiole aux 2/3 d'eau distillée, boucher et agiter pour dissoudre complètement le solide.
4. Compléter avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge, boucher et homogénéiser par retournements.

1. Facteur de dilution (0,5 pt)

F = C_i / C_f = 50 / 10 = 5

La solution fille est 5 fois moins concentrée que la solution mère.

2. Volume de solution mère à prélever (1,5 pt)

Conservation du soluté : C_i × V_i = C_f × V_f

D'où : V_i = (C_f × V_f) / C_i

Application : V_i = (10 × 200) / 50 = 40 mL

→ Il faut prélever V_i = 40 mL de solution mère.

3. Verrerie (1 pt)

• Pour prélever 40 mL : pipette jaugée de 20 mL (utilisée 2 fois) ou pipette graduée de 50 mL.
• Pour préparer 200 mL : fiole jaugée de 200 mL.

4. Protocole de dilution (1 pt)

1. Prélever 40 mL de solution mère à la pipette jaugée (avec propipette).
2. Verser dans la fiole jaugée de 200 mL.
3. Compléter avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge.
4. Boucher et homogénéiser par retournements.

1. La solution est-elle saturée ? (1,5 pt)

Concentration de la solution préparée :

C_m = m / V = 50 / 0,100 = 500 g/L

Or la solubilité est de 360 g/L à 20 °C.

500 g/L > 360 g/L donc la solution est saturée : seuls 36 g de sel se dissolvent (360 × 0,100), les 14 g restants forment un dépôt au fond.

2. Masse maximale dans 250 mL (1 pt)

m_max = solubilité × V = 360 × 0,250 = 90 g

→ On peut dissoudre au maximum 90 g de sel dans 250 mL d'eau à 20 °C.

3. Ajout de sel à une solution saturée (0,5 pt)

Le sel ajouté ne se dissout pas et tombe au fond du récipient sous forme de dépôt solide. La concentration de la solution reste égale à la solubilité.

1. Masse de KMnO₄ à peser (1 pt)

V = 500 mL = 0,500 L

m = C × V = 0,4 × 0,500 = 0,20 g

→ Léa doit peser 0,20 g de permanganate de potassium (la balance au 1/100 g convient).

2. Choix de la fiole (0,5 pt)

Volume final demandé : 500 mL → fiole jaugée de 500 mL (la fiole jaugée est la verrerie la plus précise pour préparer un volume donné).

3. Protocole de préparation (2 pts)

1. Tarer la coupelle de pesée sur la balance, puis peser 0,20 g de KMnO₄.
2. Verser le solide dans la fiole jaugée de 500 mL à l'aide de l'entonnoir.
3. Rincer la coupelle et l'entonnoir avec de l'eau distillée (pissette) au-dessus de la fiole pour récupérer toutes les traces de soluté.
4. Remplir la fiole aux 2/3 avec de l'eau distillée, boucher, agiter jusqu'à dissolution complète (couleur violette homogène).
5. Compléter avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge (ajuster goutte à goutte avec la pissette pour ne pas dépasser).
6. Boucher la fiole et l'homogénéiser par plusieurs retournements lents.

4. Dilution pour obtenir 50 mL à 0,08 g/L (1,5 pt)

Données : C_i = 0,4 g/L ; C_f = 0,08 g/L ; V_f = 50 mL.

Calcul : V_i = (C_f × V_f) / C_i = (0,08 × 50) / 0,4 = 10 mL

Facteur de dilution F = 0,4 / 0,08 = 5.

Protocole :

1. Prélever 10 mL de la solution mère à la pipette jaugée de 10 mL (avec propipette).
2. Verser dans une fiole jaugée de 50 mL.
3. Compléter à l'eau distillée jusqu'au trait de jauge.
4. Boucher et homogénéiser.

📊 Barème global / 20

• Exercice 1 (Concentration) : 4 pts
• Exercice 2 (Dissolution) : 4 pts
• Exercice 3 (Dilution) : 4 pts
• Exercice 4 (Solution saturée) : 3 pts
• Exercice 5 (Problème expérimental) : 5 pts

Note moyenne attendue Seconde : 12-14/20. Au-delà de 16/20, excellente maîtrise du chapitre.

🎓 Pour aller plus loin

• Notion de concentration molaire C = n / V (mol/L) — vue plus tard dans l'année
• Lien avec la masse molaire M : C_m = C × M
• Spectrophotométrie : mesurer C en absorbant la lumière (loi de Beer-Lambert)
• En 1ère spé physique-chimie : titrages et suivis cinétiques