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Physique-Chimie 1re

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ACTIVITÉ EXPÉRIMENTALE


3
La composition d’une pièce de 10 centimes




Supplément numérique

Retrouvez prochainement une fiche méthode sur l’utilisation du spectrophotomètre.

Synthèse de l'activité

En déduire la masse de cuivre contenue dans la pièce de 10 centimes et la comparer à la valeur officielle qui indique qu’une pièce contient 89 % de cuivre métallique.

Par intuition

Comment déterminer la concentration d’une espèce chimique colorée en solution ?

Questions

Voir les réponses
1. Doc. 2 Déterminer la concentration en mol·L-1 de la solution mère en ions cuivre (II) Cu2+.\text{Cu}^{2+}. En déduire les concentrations des quatre solutions filles.


2. Mesurer l’absorbance des quatre solutions filles pour une valeur λ=λmax\lambda = \lambda_{\text{max}}.


3. Représenter à l’aide d’un tableur-grapheur le graphe représentant l’évolution de l’absorbance en fonction de la concentration cc en ions cuivre (II) Cu2+.\text{Cu}^{2+}. Modéliser la courbe obtenue.

Lancer le module Geogebra
4. Mesurer l’absorbance de la solution diluée de l’échantillon de solution X\text{X} et, à l’aide des fonctionnalités du logiciel, déterminer la valeur de la concentration de cette solution. En déduire la concentration cc de la solution initiale X\text{X}.

Doc. 1
Traitement chimique de la pièce

Après avoir pesé la pièce, celle-ci est placée sous hotte dans un erlenmeyer de 250 mL. On ajoute de l’acide nitrique concentré, jusqu’à recouvrir entièrement la pièce. Lors de la réaction, les métaux constituant l’alliage sont oxydés en ions métalliques. Le cuivre est transformé en ions cuivre II\text{II} Cu2+\text{Cu}^{2+}. On transvase le contenu de l’erlenmeyer dans une fiole jaugée de 1 000 mL et on complète jusqu’au trait de jauge avec de l’eau distillée. La solution obtenue est notée X\text{X}.


Traitement chimique de la pièce, gaz roux



Compétences

REA : Effectuer des mesures

VAL : Traiter et exploiter un ensemble de mesures


Les pièces de 10, 20 et 50 centimes d’euro sont fabriquées à partir d’un alliage appelé Nordic gold et développé en Suède. Lors de leur création, il a été spécifié que les pièces devaient notamment avoir l’aspect de l’or et être difficilement reproductibles. « L’or nordique » a été choisi par l’Union européenne aux dépens d’un alliage à base de nickel car il est principalement constitué de cuivre qui a la propriété unique d’être antibactérien.

➜ Quel est le pourcentage massique en cuivre d’une pièce de 10 centimes ?


Doc. 2
Préparation d’une échelle de teintes

Matériel

Sulfate de cuivre pentahydraté
picotgramme danger milieu aquatique
pictogramme dangereux
, fiole jaugée de 100,0 mL, 2 burettes de 25,0 mL, pipette graduée de 1,0 mL, 5 tubes à essai, spatule, eau distillée, échantillon de la solution X\text{X}.

Protocole expérimental

  • Préparer une solution mère S0 par dissolution de 0,75 g de sulfate de cuivre pentahydraté dans une fiole jaugée de 100,0 mL.
  • Préparer successivement 10,0 mL de solution fille dans les tubes à essai en ajoutant les volumes de solution mère et d’eau distillée dont les valeurs sont notées dans le tableau ci-dessous.

  • Tube à essai n° 
    Volume de S0\bf{S_{0}} (mL) 1,0  3,0  6,0  9,0 
    Eau distillée (mL)  9,0  7,0  4,0  1,0 

  • Préparer un tube à essai avec 1,0 mL de la solution X\text{X} et 9,0 mL d’eau distillée.

Données

  • M(CuSO4M(\text{Cu}\text{SO}_{4}, 5 H2O)=\text{H}_{2}\text{O}) = 249,6 g·mol-1 ;
  • M(Cu)=\text{M}(\text{Cu}) = 63,5 g·mol-1.
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