2nd10 12/01/2013
Interrogation écrite.
Durée :1h.
Exercice 1: Un médicament bronchique (8 points).
L’acétylcystéine,
de formule C5H9NO3S, est le principe actif de
médicaments commercialisés sous l’appellation Exomuc®.
Certains sachets en contiennent m = 100 mg. Une solution aqueuse de volume V0
= 50 mL est préparée en dissolvant la totalité du contenu d’un sachet de
m = 100 mg. 1 mg = 1x10-3 g
1. Calculer la
concentration massique t en acétylcystéine de la solution. On rappelle que la
concentration massique est le rapport entre la masse de soluté sur le volume de
solution : t
= m/V. unité gramme par litre (g.L-1).
2. Démontrer que
la masse molaire M de l'acétylcystéine
vaut M = 163,1 g.mol-1.
3. Démontrer
que la quantité de matière n
d’acétylcystéine dans un sachet vaut n = 6,1 .10−4mol.
4. Combien de
molécules N d'acétylcystéine y-a-t-il dans ce sachet ? Nombre d'Avogadro
Na=6,02.1023 mol-1.
5. Calculer la
concentration molaire C en acétylcystéine de la solution préparée.
6. Cette solution
est diluée pour rendre la solution plus agréable au goût. Le volume final V1
est alors 150 mL. Quelle est alors la concentration molaire de la solution
finale.
Eléments |
C |
H |
O |
N |
S |
Masse molaire en g.mol-1 |
12 |
1 |
16 |
14 |
32,1 |
Exercice 2 : LA MOLE
Données :
les masses molaires des éléments chimiques exprimées dans l’unité usuelle sont :
O :
16,0 H : 1,00 C : 12,0 S : 32,1.
Chaque
réponse devra être expliquée avec un calcul précédé d’une expression littérale
(formule).
1. L’écriture correcte de la
masse molaire de l’oxygène MO est :
□16,0g □16,0mol-1 □16,0g.mol-1 □16,0mol □16,0(mole)-1
2. La masse molaire du
saccharose C12H22O11 dans l’unité usuelle
est :
□45 □182 □342 □145 □262
3. La masse de n =0,35 mol de
composé est de m = 15,4 g ; sa masse molaire M est, en unité usuelle :
□53 □44 □0,023 □15,4 □54
4. Un composé à pour masse
molaire M = 72,0 en unité usuelle, sa formule est :
□CO2
□C12H22O11
□H2O
□C5H12 □ SO2
Exercice
3 : les ravitaillements lors d’un marathon
Masses
molaires : M
(H ) = 1,0 g.mol-1 ; M(C
) = 12,0 g.mol-1 ; M(K ) = 39,0 g.mol-1
M(O )
= 16,0 g.mol-1 ; M(N ) = 14,0 g.mol-1 ; M(Cu
) = 63,5 g.mol-1
Nombre
d’Avogadro :
NA = 6,02.1023mol-1
Lors d’un
marathon, les coureurs peuvent régulièrement s’alimenter et boire au passage
des ravitaillements.
Le
premier ravitaillement …
Le glucose est une molécule dont le squelette
est constitué d’atomes de carbone. Sa formule brute est C6H12O.
On dispose de V
= 200 mL d’une solution aqueuse de glucose de concentration molaire c = 0,100
mol.L-1.
1. Calculer la quantité de matière n de glucose
dans cette solution.
2. Déterminer la masse m de glucose qu’il
faut peser pour préparer cette solution.
3. Parmi le matériel ci-dessous, indiquer
la verrerie nécessaire à la préparation de cette solution.
Le
deuxième ravitaillement …
Le deuxième
ravitaillement est essentiel pour poursuivre la course. Il faut manger des
fruits, qui contiennent notamment de la vitamine C (acide ascorbique).
Voici la formule développée de l’acide
ascorbique :
1. Déterminer la formule brute de la vitamine
C, c'est-à-dire le nombre d’atomes de carbone, d’hydrogène et d’oxygène
(C ? H ?O ?)
de cette molécule.
2. Démontrer que la masse molaire de la
vitamine C vaut M = 176 g/mol..
3. Une banane apporte m = 16 mg de vitamine
C. Calculer la quantité de matière n de vitamine C présente dans une banane.
exercice 1 : Un médicament bronchique.(8
points).
tA=
2. C5H9NO3S
MA
= 5.M(C) +9.M(H) +M(N)+ 3.M(O)+M(S)
= 5x12 ,0 + 9x1,0+ 14,0 + 3x16 ,0 +32,1
=163,1
g.mol−1
4. nA==6,1 .10−4mo l(1 point).
5. N=nA. Na=6,1 .10−4 x 6,02 .1023=3,7 .1020 (1 point).
6. CA= =1,2 .10−2mol.L−1 (1 point).
7. Le volume sera 3 fois plus grand donc la solution
trois fois moins concentrée soit
C'
A=CA/3=4,0
.10−3mol.L−1 (1
point).
Exercice
2
1. La quantité de matière de glucose dans
la solution : n = c × V = 0,1 × 0,2 = 2,00.10-2 mol
2. La masse de glucose à peser : m = n × M
= 0,02 × ( 6*12+12+6*16) = 3,60 g
3. Pour préparer la solution, il faut une
fiole (G ) et éventuellement un bécher pour la pesée
du solide (A).
A : bécher 50 mL D : éprouvette graduée de
20 mL
B : bécher 200 mL E : pipette jaugée de 10
mL
C : éprouvette graduée de 200 mL F : ballon
de 200 mL
Le
deuxième ravitaillement …
1. La formule brute de la vitamine C est
C6H8O6.
2. La masse molaire de la vitamine C est :
M = 6*12+8*1+6*16 = 176 g/mol.
3. Une banane apporte 16 mg de vitamine C.
La quantité de matière de la vitamine C est : n = m / M
n = 0,016/176 = 9,1.10-5mol
4. Le nombre de molécules de vitamine C est
donnée en multipliant par le nombre d’Avogadro :
n × NA = 5,5.1019molécules.
Le
dernier ravitaillement …
1. Donner la structure électronique des
espèces suivantes :
a) le sodium a 11 électrons : Na : (K)2 (L)8 (M)1
b) l’ion magnésium a 12-2=10 électrons :
Mg²+ : (K)2 (L)8
c) l’ion chlorure a 17+1=18 électrons : Cl-
: (K)2 (L)8 (M)8
2.Ca , Z = 20, 20 électrons ,
(K)2(L)8M(10), d’après la règle de l’octet le calcium va perdre 2 électrons de
façon à avoir 8 électrons sur la couche M, donc l’ion est Ca2+.
3. Le lithium comporte : 3 protons, 3
électrons, 4 neutrons.
4. La masse d’un atome de lithium : m(Li) =
7×m(proton) + 3×m(électron) = 1,179.10-26 kg.