ACTIVITÉ EXPÉRIMENTALE


2
Fabriquer une lampe à lave




Supplément numérique

Retrouvez la description du principe de la lampe à lave en vidéo.
Attention : contrairement à ce qui est dit dans la vidéo, le bicarbonate de sodium agit comme une base et non comme un acide.

Doc. 3
Expérience 2 : l’éruption colorée

1. Verser 0,143 mol de bicarbonate de sodium au fond d’un verre de 25 cl.
2. Ajouter 9,34 ×\times 10-2 mol d’huile de colza.
3. Verser dans un second verre quelques gouttes d’un colorant alimentaire et du vinaigre blanc. Réaliser autant de solutions de vinaigre qu’il y a de colorants alimentaires différents.
4. Verser quelques gouttes de la solution de vinaigre blanc au-dessus de l’huile.
5. Laisser le vinaigre tomber au fond du verre.

La quantité de matière est une donnée essentielle pour le chimiste. Au laboratoire, la mesure de cette grandeur n’est pas directe.

➜ Comment déterminer expérimentalement la quantité de matière d’un solide ou d’un liquide ?

Données

  • Formule brute du bicarbonate de sodium : NaHCO3\text{NaHCO}_3 ;
  • Formule brute du composé majoritaire de l'huile de colza : C57H104O6\text{C}_{57}\text{H}_{104}\text{O}_6 ;
  • Masse volumique de l'huile de colza : ρhuile colza=\rho_{\text {huile colza}}= 0,92 kg·L-1 ;
  • Masse molaire du composé majoritaire de l’huile de colza: Mhuile colza=M_{\text {huile colza}}= 884 g·mol-1.

Compétences

VAL : Précision et incertitudes

RÉA : Effectuer des mesures


Questions

Voir les réponses
1. Doc. 1 Retrouver par calcul la masse molaire du composé majoritaire de l’huile de colza.


2. Doc. 1 Calculer la masse molaire du bicarbonate de sodium.


3. Doc. 2 Donner la masse de l'huile pour chaque valeur du tableau expérimental.


4. En déduire une relation mathématique associant les trois grandeurs masse mm, quantité de matière nn et masse molaire MM.


5. Doc. 3 Proposer un protocole scientifique précis, incluant le nom du matériel de laboratoire, de la recette initiale.


6. Après vérification par le professeur, réaliser le protocole expérimental.


7. Proposer une explication au mouvement des gouttes de vinaigre blanc.

Synthèse de l'activité

Voir les réponses
Quelle relation permet de déterminer une quantité de matière à partir de la masse d’un échantillon ?


Doc. 2
Expérience 1 : relation entre nn et mm

Voici un tableau présentant pour différents volumes considérés les quantités d’huile de colza correspondantes.

VhuileV_\textbf{huile} (en mL) 1010 2020 3030 4040 5050
nhuilen_\textbf{huile} (en mmol) 10,410{,}4 20,820{,}8 31,231{,}2 41,641{,}6 52,052{,}0
mhuilem_\textbf{huile} (en g)

Par intuition

Quelle grandeur physique mesurable permet d’accéder à la quantité de matière d’un échantillon ?

Doc. 1
La masse molaire

La masse molaire d’une entité chimique est définie par la masse d’une mole de cette entité. On la note M(espeˋce)M(\text{espèce}) ou MespeˋceM_\text{espèce}, elle a pour unité le g·mol-1. Pour chaque élément chimique, sa valeur est indiquée dans le tableau périodique des éléments (voir le rabat de fin).

La masse molaire d’une entité polyatomique correspond à la somme des masses molaires de chaque élément chimique qui la compose. Par exemple, pour l’eau, on obtient :

Meau=M(H2O)=2×M(H)+1×M(O)=2×1,0+1×16,0M_{\text {eau}}=M\left(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}\right)=2 \times M(\mathrm{H})+1 \times M(\mathrm{O})=2 \times 1{,}0+1 \times 16{,}0 soit Meau=M_{\text {eau}}= 18,0 g·mol-1.
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