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Exercices

Exercice corrigé

9

Déterminer une solubilité.

Caroline souhaite mesurer la solubilité du sel dans l’eau. Pour cela, elle a préparé un verre contenant un volume V = 150 mL d’eau. Petit à petit, en agitant entre chaque ajout, elle a réussi à y dissoudre une masse m = 53,7 g de sel. L’ajout de sel suivant qu’elle a fait ne s’est pas dissout.

Étapes de la méthode

  • Pour obtenir la solubilité en g/L, il faut convertir le volume en L.
  • Pour convertir les unités de volume, on utilise un tableau de conversion des volumes.
    m3dm3cm3
       hLdaLLdLcLmL
         0150
  • Pour calculer la solubilité, on utilise un tableau de proportionnalité.
    Masse en grammeAm' ?
    Volume en litreBC

    m'= A×CB\dfrac{A \times C}{B}

Corrigé :

  • La solubilité s’exprime en g/L, or ici on a m = 53,7 g et V = 150 mL. Il faut donc convertir les unités de volume :
    V = 150 mL soit V = 0,150 L.
  •  La solubilité correspond à la masse en grammes de soluté dissoute dans un litre de solution, la masse et le volume sont donc proportionnels.
  • Calcul de la masse m' de soluté dissoute dans 1 L de solution :
    m' = 53,7×10,150\dfrac{53\text{,}7 \times 1}{0\text{,}150}
    m' = 358 g.
  • La solubilité du sel dans l’eau est donc de 358 g/L.
10

Solubilité du glucose.

Anita n'a pas réussi à dissoudre 180 g de glucose, un sucre utilisé en pâtisserie, dans 200 mL d’eau.

Je m'entraine

12

Marée noire.

Quand un bateau qui transporte du pétrole fait naufrage, le risque principal est la formation d’une marée noire. Le pétrole peut s’échapper des soutes du bateau et s’étaler à la surface de la mer, polluant la faune et la flore maritime.
13

Quelle masse de lait au miel pour Kemal ?

Pour s’endormir, on dit qu’il faut boire un verre de lait sucré avec du miel au moment du coucher. Kemal se demande quelle sera la masse de sa boisson avant d’aller au lit : il a mis 200 g de lait dans une tasse et a rajouté 30 g de miel.
16

Le baume pour les lèvres.

On peut fabriquer un baume à lèvres en mélangeant à chaud 2,1 g de cire d’abeille, 2,3 g d’huile de calendula, 2,2 g de beurre de karité et quelques gouttes d’huile essentielle de citron. Après refroidissement, on obtient le baume présenté ci-contre.

Une notion, trois exercices

SolutéSel de tableSucre
Solubilité en g/L0,76
Doc. 1
Du sucre ou du sel ?
SolutéSelBicarbonate de soude
Solubilité en g/L35787
Doc. 2
Ne pas se tromper de pot !
SolutéSucre
(saccharose)
SelVanilline
Solubilité en g/L2 00035610
Doc. 3
De quel soluté s'agit-il ?

J'approfondis

SolutéSolubilité dans l'eau en g/LSolubilité dans l'éthanol en g/L
Chlorure de sodium3570,7
Saccharose2 0006
Aspartame1010
Doc. 1
Le plus soluble.
19

Solubilité du dioxygène dans l’eau.

Les gaz peuvent, comme les solides, se dissoudre dans l’eau. Leur solubilité est généralement faible :
▪ à 0 °C, on peut dissoudre 4,37 mg de dioxygène dans 300 mL d’eau ;
▪ à 25 °C, on dissout 3,7 mg de dioxygène dans 450 mL d’eau.
20

La masse du solvant.

Pour l’une de ses recettes, Sophie a besoin de 420 g d’un sirop fait à base d’eau et de sucre. Elle le prépare en dissolvant 80 g de sucre dans de l’eau.
22

Mer Méditerranée et mer Morte.

La salinité (masse de sel dissout dans un litre de solution) de la mer Méditerranée est de 37 g/L, celle de la mer Morte de 300 g/L. La solubilité du sel dans l’eau pure est de 357 g/L.
23

Quelle solution est la plus sucrée ?

Marvin a préparé quatre solutions d’eau sucrée.
24

Sulfate de zinc.

Clara prépare une solution saturée de sulfate de zinc pour traiter du cuir. La solubilité du sulfate de zincest de 540 g/L. Pour préparer 15 mL de solution, Clara a pesé 9,8 g de sulfate de zinc.
25

Purification de l’acide benzoïque.

La recristallisation est une méthode de purification des composés basée sur la différence de solubilité de ces derniers en fonction de la température. On mélange 68 g d’acide benzoïque avec 1 L d’eau et on chauffe à 100 °C (schéma A). On laisse descendre la température doucement au début, puis on place le mélange dans un bain-marie de glace (schéma B).
27

Déjà saturé ?

Théo a appris dans sa leçon que la solubilité du chlorure de sodium (le sel de cuisine) est de 358,5 ,g/L. Il voudrait savoir si cette solubilité reste la même quand l’eau dissout déjà un autre soluté. Il trouve au collège un litre de solution aqueuse contenant 74,5 g de chlorure de potassium. Dans 160 mL de cette solution, il arrive à dissoudre au plus 52,32 g de chlorure de sodium.

Je résous un problème

 Chocolat pour 100 gSalive pour 100 g
Sucres57 g0 g
Lipides (huile33,3 g0 g
Protéines7,6 gmoins de 1 g
Eau0 g99 g
Autres3,1 gmoins de 1 g
Doc. 1
Composition de la salive et du chocolat
Le chocolat pétillant est obtenu en mélangeant du chocolat fondu avec du sucre pétillant. L’ensemble est placé dans des petits moules et mis à refroidir.

Lorsque le chocolat pétillant fond dans la bouche, le gaz est libéré.
Doc. 2
Une nouvelle friandise.
Le sucre pétillant est un sucre dans lequel a été enfermé un gaz sous pression : le dioxyde de carbone (le gaz contenu dans les boissons pétillantes). Plusieurs cuissons et refroidissements successifs sont nécessaires pour obtenir ces résultats.

Exercices supplémentaires

Liquides non miscibles et aspect microscopique.

Conservation de la masse.

Caroline a étudié en cours de chimie que lors d’une dissolution, la masse de la solution est égale à la somme de la masse du solvant et de la masse du soluté.
Elle aimerait modéliser cette propriété à l’aide de molécules lors de la dissolution de sel dans l’eau.

Quelle masse mesurer ?

Pour ses travaux pratiques de chimie, Thomas doit préparer 600 mL d’une solution saturée de chlorure de zinc.
Il connaît la solubilité du chlorure de zinc dans l’eau : 4 320 g/L.

Conservation de la masse. Et le volume ?

Un morceau de sucre a une masse msucre = 6 g et ses dimensions sont les suivantes : L = 2,7 cm ; l = 1,8 cm ; h = 1,2 cm.
Thomas dissout 4 morceaux de sucre dans son verre de lait (Vlait = 200 mL et mlait = 206,4 g).
Le volume total Vlait+sucre qu’il mesure est de 210 mL.

Soluté, solvant et solution.

On réalise les mélanges suivants :
- eau avec du dioxyde de carbone ;
- sucre avec du café ;
- vinaigre et sel.

Ça mousse !

Quand on frotte un savon sous l’eau, il mousse. Cette mousse se forme par la réaction de la matière qui constitue le savon avec l’eau. Il se forme des bulles d’air qui sont emprisonnées dans la matière.

Des mélanges et des condiments.

Guillaume et Caroline s’amusent à réaliser des mélanges.
Guillaume mélange de l’eau avec du poivre, Caroline de l’eau avec du sel.

Parcours de compétences

Parcours de compétences

Kaolack est une ville du Sénégal à environ 180 km au sud de la capitale, Dakar. La ville est située sur un bras de mer. On y trouve encore des marais salants. Lorsque le temps est sec, l’eau s’évapore et on observe le résultat ci-contre.

Niveau 1 - J’identifie les résultats obtenus.

Coup de pouce : Observe bien la photographie et décris la surface de l’eau.

Niveau 3 - Je présente les idées qui permettent d’expliquer les résultats.

Coup de pouce : Pourquoi le sel visible ne se dissout-il pas ?

Niveau 2 - Je donne du sens aux résultats.

Coup de pouce : Vérifie que tu connais bien le sens des mots scientifiques utilisés dans la question pour orienter ton observation.

Niveau 4 - J’interprète mes résultats en structurant mes arguments.

Coup de pouce : Fais le lien entre ton cours et ton observation, puis organise ta réponse.
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DYS

Exercice 12 : Marée noire.

Quand un bateau qui transporte du pétrole fait naufrage, le risque principal est la formation d’une marée noire. Le pétrole peut s’échapper des soutes du bateau et s’étaler à la surface de la mer, polluant la faune et la flore maritime.

Question 1

Énoncé
L’eau de mer et le pétrole forment-ils un mélange homogène ou hétérogène ? Justifie ta réponse.

Question 2

Énoncé
L’eau de mer et le pétrole sont-ils miscibles ?
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