T.P. 5 La quantité de matière

Objectif : un professeur remet à un préparateur la liste de matériel suivante ; vous allez jouer le rôle du préparateur.

Liste : 0,050 mole de cuivre ; 0,10 mole d’éthanol (CH₃CH₂OH) ; 0,050 mole d’urée 0,10 mole d’acétone ; 0,010 mole de sulfate de cuivre (CuSO₄)

Le préparateur dispose de produits conditionnés dans des flacons dont la copie des étiquettes est la suivante :

Cuivre pur Cu : m.a : 63,54 ; Urée purifiée NH₂CONH₂ : m.m : 60 ;

Sulfate de cuivre (II) à 5 molécules d’eau (pentahydraté) CuSO₄,5H₂O : m.m : 249,68 ;

Ethanol absolu C₂H₆O : m.m : 46 ; d : 0,79 ; P.E : 78,5°C ; P.F : -117,3°C ; titre alcoométrique volumique % 99,5 vol ;

Acétone chimiquement pure CH₃COCH₃ : m.m : 58 ; d : 0,795.

Indications : d représente la densité du liquide par rapport à l’eau ; la valeur de d est identique à la masse volumique du liquide exprimée en g.cm^-3. Le matériel suivant est disponible au laboratoire : coupelles, éprouvettes graduées de 10 mL, 25 mL, 50 mL, spatule, balance électronique, pipettes.

I] Préparation de la quantité de cuivre demandée

1) Le cuivre est ici à l’état métallique : de quelle espèce chimique (atomes, molécules, ions) est-il constitué ?

2) Que signifie l’indication « m.a » qui figure sur l’étiquette ?

3) Calculer la masse de cuivre qui correspond à 0,050 mole de cuivre.

4) Réaliser la pesée correspondante (en ayant pris soin de tarer la balance !).

II] Préparation de la quantité d’urée demandée

1) Sous quel état physique se présente l’urée ?

2) D’après la formule de la molécule qui constitue l’urée, vérifier la masse molaire moléculaire inscrite sur l’étiquette.

M(H) = 1 g.mol^-1 ; M(O) = 16 g.mol^-1 ; M(N) = 14 g.mol^-1 ;

M(C) = 12 g.mol^-1

3) Calculer la masse de d’urée qui correspond à 0,050 mole d’urée.

4) Réaliser la pesée correspondante.

III] Préparation de la quantité de sulfate de cuivre (II) demandée

1) Sous quel état physique se présente-t-il ?

2) D’après la formule des cristaux ioniques associés à des molécules d’eau du sulfate de cuivre hydraté, vérifier la masse molaire moléculaire inscrite sur l’étiquette.

M(Cu) = 63,5 g.mol^-1 ; M(S) = 32,1 g.mol^-1

3) Calculer la masse de sulfate de cuivre qui correspond à 0,010 mole de sulfate de cuivre.

4) Réaliser la pesée correspondante.

IV] Préparation de la quantité d’éthanol demandée

1) Sous quel état physique se présente l’éthanol ?

2) D’après la formule de la molécule qui constitue l’éthanol, vérifier la masse molaire inscrite sur l’étiquette.

3) Calculer la masse d’éthanol correspondante.

4) Relever la valeur de la masse volumique de l’éthanol, calculer le volume d’éthanol qu’il faut mesurer pour obtenir cette masse.

5) Réaliser la préparation : choisir correctement la verrerie à utiliser (attention la partie inférieure du ménisque est visée pour faire correctement la mesure).

6) Vérifier la valeur de la masse trouvée en 3).

V] Préparation de la quantité d’acétone demandée

1) Sous quel état physique se présente l’acétone ?

2) D’après la formule de la molécule qui constitue l’acétone, vérifier la masse molaire inscrite sur l’étiquette.

3) Calculer la masse d’acétone nécessaire et le volume correspondant.

4) Préparer la quantité d’acétone demandée.

5) L’éthanol et l’acétone sont des liquides, vous en avez préparé la même quantité de matière (en mole), avez-vous mesuré des volumes égaux ?

6) Donner une interprétation de cette constatation. En est-il de même pour les gaz ?