Physique-Chimie Terminale Spécialité
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Préparation aux épreuves du Bac
1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Modélisation des transformations acide-base
Ch. 2
Analyse physique d'un système chimique
Ch. 3
Méthode de suivi d'un titrage
Ch. 4
Évolution temporelle d'une transformation chimique
Ch. 5
Évolution temporelle d'une transformation nucléaire
BAC
Thème 1
Ch. 6
Évolution spontanée d'un système chimique
Ch. 7
Équilibres acide-base
Ch. 8
Transformations chimiques forcées
Ch. 9
Structure et optimisation en chimie organique
Ch. 10
Stratégies de synthèse
BAC
Thème 1 bis
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Description d'un mouvement
Ch. 12
Mouvement dans un champ uniforme
Ch. 13
Mouvement dans un champ de gravitation
Ch. 14
Modélisation de l'écoulement d'un fluide
BAC
Thème 2
3. Conversions et transferts d'énergie
Ch. 15
Étude d’un système thermodynamique
Ch. 16
Bilans d'énergie thermique
BAC
Thème 3
4. Ondes et signaux
Ch. 17
Propagation des ondes
Ch. 18
Interférences et diffraction
Ch. 19
Lunette astronomique
Ch. 20
Effet photoélectrique et enjeux énergétiques
Ch. 21
Évolutions temporelles dans un circuit capacitif
BAC
Thème 4
Annexes
Ch. 22
Méthode
Thème 1
Sujet Bac expérimental 7

Contrôle de qualité d'un médicament

Énoncé
Le chlorure de calcium peut être utilisé en solution injectable, notamment pour traiter l'hypocalcémie (déficit en calcium). L'emballage du produit commercial présenté précise que la concentration est de  mmol en ion calcium par millilitre de solution.
Comment vérifier la concentration de la solution en chlorure de calcium ?

Doc. 1
Chlorure de calcium

chlorure de calcium
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Crédits : Stocksnapper/Shutterstock

Le chlorure de calcium est utilisé à de nombreuses fins. On le retrouve notamment dans les composants du béton pour en accélérer la prise, dans le secteur de l'agroalimentaire comme conservateur pour le lait ou en tant qu'agent affermissant.

Doc. 2
Acide benzoïque

Chlorure de calcium, solution injectable
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Crédits : lelivrescolaire.fr

Données

  • Masses molaires atomiques : g⋅mol-1, g⋅mol-1, g⋅mol-1 et g⋅mol-1
  • Conductivités molaires ioniques à 25 °C, tenant compte du nombre de charges : mS⋅m2⋅mol-1 et mS⋅m2⋅mol-1

Doc. 3
Formulaire

Le chlorure de calcium évoqué dans le médicament se présente sous la forme d'ampoules injectables, de  mL chacune.

La solution de chlorure de calcium a été obtenue à partir de la dissolution de chlorure de calcium dihydraté .

Doc. 4
Matériel disponible

  • Conductimètre préalablement étalonné
  • Deux béchers
  • Fiole jaugée de 50,0 mL
  • Deux pipettes jaugées de 10,0 mL et 20,0 mL
  • Eau distillée
  • Solution commerciale, diluée 100 fois

Doc. 5
Loi de Kohlrausch

Pour des solutions suffisamment diluées, la conductivité de la solution s'exprime en fonction des concentrations des ions qu'elle contient et de leur conductivité molaire ionique . Pour une solution contenant deux ions et , on a ainsi :



 : conductivité de la solution (S⋅m-1)
et  : conductivités molaires ioniques de et (S⋅m2⋅mol-1)
et  : concentrations de et de (mol⋅m-3)

La conductivité molaire ionique d'un ion est une constante à température donnée qui traduit la contribution apportée par l'ion à la conductivité globale de la solution.

Questions
1
Étude de la solution de chlorure de calcium
(10 minutes conseillées)
1. À l'aide de la loi de Kohlrausch, exprimer la conductivité de la solution de chlorure de calcium en fonction de la concentration de soluté apporté.

2. En supposant que l'indication « 0,45 millimole par millilitre » sur l'emballage est correcte, en déduire la conductivité théorique de la solution.

3. Justifier le fait que l'on ne peut pas mesurer directement la conductivité de la solution.

Appeler le professeur en cas de difficulté.
Appel n°1
2
Mesures de conductivité
(30 minutes conseillées)
On réalise une gamme d'étalonnage pour déterminer la conductivité de la solution commerciale. Les solutions de la gamme d'étalonnage sont les suivantes :
    • de concentration en soluté apporté mmol⋅L-1 ;
    • de concentration en soluté apporté mmol⋅L-1 ;
    • de concentration en soluté apporté mmol⋅L-1 ;
    • de concentration en soluté apporté mmol⋅L-1 ;
    • de concentration en soluté apporté mmol⋅L-1 .

4. Rédiger le protocole utilisé par le préparateur ayant permis la réalisation d'une des solutions , , , à partir de la solution mère et avec le matériel à disposition.

5. Mesurer les conductivités des cinq solutions. Consigner les résultats dans un tableau.

SolutionConductivité


6. À l'aide d'un logiciel de modélisation, tracer la courbe et donner l'équation de la droite modélisant l'évolution de en fonction de .

 Appeler le professeur pour lui présenter les résultats de la modélisation, ou en cas de difficulté.
Appel n°2
3
Détermination de la concentration de la solution commerciale
(20 minutes conseillées)
7. Mesurer la conductivité de la solution commerciale qui a été au préalable diluée 100 fois.

8. En déduire la concentration en soluté apporté de la solution commerciale.

9. La comparer à la concentration indiquée sur l'emballage.

Défaire le montage et ranger la paillasse

Se Préparer aux ECE
Rédiger une fiche de révision reprenant les grandes étapes à suivre pour la réalisation d'une courbe d'étalonnage conductimétrique.

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