Préparation d'une solution ionique par dissolution d'un composé solide

Il s'agit de préparer 100 mL d'une solution ionique de sulfate de cuivre (II), de concentration molaire fixée (0,10 mol/L) par pesée, puis dissolution du sulfate de cuivre (II) solide pentahydraté.

1.Etude théorique: Calcul de la masse de solide à mesurer :

- Relever, sur l'étiquette du bidon, la formule chimique du sulfate de cuivre (II) solide pentahydraté.

- Calculer la masse molaire (M) de ce composé.

- Calculer la quantité (n) de sulfate de cuivre (II) pentahydraté solide à dissoudre pour obtenir 100 mL de solution de concentration c = 0,1 mol/L.

- En déduire la masse (m) de sulfate de cuivre (II) pentahydraté solide à dissoudre pour obtenir la solution voulue.

2.Réalisation pratique:

1- Peser précisément la masse m de solide dans une capsule propre et sèche.

2- Introduire le solide pesé dans une fiole jaugée de 100 cm3 (rincer soigneusement - la capsule à l'eau distillée et introduire l'eau de rinçage dans la fiole).

3- Remplir au 3/4 la fiole d'eau distillée, boucher puis agiter pour dissoudre le solide.

4- Ajouter, à la pissette, puis à la pipette simple, de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge (attention au ménisque).

5- Boucher et retourner plusieurs fois la fiole pour homogénéiser la solution.

6- La solution peut alors être stockée dans un flacon.

Préparation d'une solution ionique par dilution
d'une solution mère

I. Objectif :

Il s'agit de préparer V2 d'une solution ionique, de concentration molaire c2 fixée par dilution d'une solution de concentration c1 > c2 . La solution concentrée est appelée solution mère, la solution diluée solution fille.

II. Les données du problème :

La dilution consiste à rajouter de l’eau distillée dans un volume V1 (soigneusement choisi) de solution mère (de concentration c1), jusqu’à obtenir un volume V2 de solution à la concentration molaire c2.

Quelles sont parmi ces quatre grandeurs celles qui sont connues ?

III. Étude théorique :

Exprimer en fonction des données connues, la quantité de soluté contenue dans la solution fille.

Dans quel volume de solution-mère trouve-t-on la même quantité ?

La quantité de soluté présent dans la solution mère est égale à la quantité de soluté présent dans la solution diluée. Le rapport est appelé facteur de dilution. Exprimer le facteur de dilution en fonction de V1 et V2.

IV. Application pratique :

La concentration de la solution mère est c1 = 0,10 mol.L-1.

On veut préparer une solution fille de concentration c2 = 0,020 mol.L-1.

Calculer le facteur de dilution. En déduire le rapport du volume de solution fille à préparer par le volume de solution mère à prélever.

V. Choix de la verrerie :

Pour préparer une solution de concentration précise, on utilise de la verrerie jaugée.

pour la mesure

du volume de solution mère à prélever (V1)

du volume de solution fille à préparer (V2)

verrerie jaugée à utiliser

pipette jaugée (à 1 trait ou 2 traits) ou fiole jaugée

fiole jaugée

volume du matériel usuel au laboratoire

pipettes jaugées : 1 mL, 2mL, 5mL, 10 mL, 20 mL

fioles jaugées : 50 mL, 100 mL, 250 mL, 500 mL, 1 L

Quel est le couple de verrerie qui permet d’obtenir le rapport de dilution appropriée ?

On souhaite préparer V2 = 50 mL de solution fille, avec quelle verrerie s’effectuera le prélèvement ?

VI. Mode opératoire :

1- Verser la solution mère dans un bécher. A l'aide d'une pipette jaugée de volume V1 munie d'un pipeteur, prélever V1 mL de cette solution.

Lors de l’utilisation de verrerie jaugée, on se méfiera des erreurs de parallaxe.

2- Introduire la solution prélevée dans une fiole jaugée de volume V2 = 50 mL.

Avec une pipette jaugée à 2 traits, ne pas oublier d’arrêter le versement au 2ème trait.

3- Remplir la fiole jaugée aux trois quarts avec de l'eau distillée, et, après l'avoir bouchée agiter pour favoriser la dilution.

4- Une fois la dilution terminée, ajouter de l'eau distillée, à la pissette au début puis à la pipette pour terminer au niveau du trait de jauge.

Attention de ne pas dépasser !!!

5- Reboucher la fiole et la retourner plusieurs fois pour bien homogénéiser la solution.

6- La solution peut alors être stockée dans un flacon.