Détermination de l’indice d’hydratation, X, du sulfate de cuivre hydraté








télécharger 21.84 Kb.
titreDétermination de l’indice d’hydratation, X, du sulfate de cuivre hydraté
date de publication15.04.2017
taille21.84 Kb.
typeDocumentos
p.21-bal.com > loi > Documentos
Première S – TP de chimie N° 1

Détermination de l’indice d’hydratation, x,
du sulfate de cuivre hydraté.


Préparation d’une SOLUTION de concentration donnée

Introduction



Les cristaux déshydratés, de formule CuSO4 (s), sont blancs (« test de l’eau » étudié au collège. Les cristaux bleus de sulfate de cuivre (II) sont hydratés, ce qui leur donne une teinte bleue. On désire préparer une solution aqueuse de sulfate de cuivre de concentration connue. La formule des cristaux est CuSO4, x H2O(s) , où x est le nombre de molécules d’eau associée à une mole de CuSO4(s). La valeur de x est malheureusement illisible sur le flacon du laboratoire.
I. Détermination de l’indice d’hydratation


  1. Travail expérimental




  • Peser un bécher sec noté B, contenant un agitateur en verre sec. Noter cette valeur M1.

  • Dans ce même bécher, peser la masse m1 = 4,00 g de cristaux de sulfate de cuivre hydraté. Remarque : L’agitateur placé dans le bécher avant la pesée permettra de ne pas avoir à le sortir pour éviter les pertes.

  • Chauffer les cristaux, tout en agitant de façon régulière avec l’agitateur en verre, jusqu’à décoloration complète des cristaux (Thermostat 5). On ne doit plus constater de dégagement d’eau et les parois du bécher doivent être sèches.

  • Peser à nouveau l’ensemble bécher - cristaux déshydratés. Soit M2 cette masse.
  • Laisser refroidir et garder les cristaux obtenus.



Données :

    • Masses molaires atomique : MCu = 63,5 g.mol-1 ; MS = 32 g.mol-1; MO = 16 g.mol-1.

    • Lors du chauffage se produit une réaction de déshydratation modélisée par l’équation chimique :
      CuSO4, x H2O(s)CuSO4 (s) + x H2O.
      Par conséquent 1 mole de CuSO4, x H2O(s) se transforme en 1mole de CuSO4 (s)




  1. Compte rendu




  1. Noter vos observations et indiquer l’ensemble des résultats expérimentaux
  2. Exploitation


    1. Calculer la masse molaire M(CuSO4) du sulfate de cuivre anhydre. 

    2. Déduire des différentes pesées, la masse, m2, de sulfate de cuivre anhydre, CuSO4 (s) obtenus à l’issue du chauffage.

    3. Calculer la quantité de matière nCuSO4, correspondante.

    4. Exprimer la masse molaire M(CuSO4, x H2O) du sulfate de cuivre hydraté CuSO4, x H2O(s)  en fonction de x.

    5. Montrer que l’on peut calculer x par la relation : m1 = nCuSO4 (159,5 + 18,0 x).

    6. Déterminer la valeur de x (attention c’est un entier !)

  3. Conclusion : Donner la formule du sulfate de cuivre hydraté 


II. Dissolution du sulfate de cuivre anhydre dans l’eau




  1. Travail expérimental




  • Mettre une spatule de sulfate de cuivre anhydre dans un bécher contenant un peu d’eau distillée. Agiter pour homogénéiser puis placer environ 1 mL de la solution obtenue dans deux tubes à essais

  • Dans le premier, ajouter quelques gouttes d’hydroxyde de sodium (ou soude), Na+(aq) + HO-(aq).

  • Dans le second, ajouter quelques gouttes de chlorure de baryum, Ba2+(aq) + 2 Cl-(aq).

  • Introduire dans le bécher la totalité du sulfate de cuivre anhydre. Agiter.
  1. Compte rendu





    1. Récapituler l’ensemble de vos observations sous forme de schémas annotés

    2. Interpréter les deux tests réalisés et en déduire les ions mis en évidence (utiliser la fiche pratique du livre pages 260 et 261 )

    3. En déduire l’équation qui modélise la réaction de dissolution du sulfate de cuivre anhydre dans l’eau.



III. Préparation d’une solution aqueuse de concentration à partir des cristaux de sulfate de cuivre hydraté.



On dispose d’une balance au 1/100ième de g et de toute la verrerie usuelle de laboratoire disposée sur votre paillasse.


  1. Travail de réflexion préliminaire (brouillon)




    1. Calculer avec un nombre de chiffres significatifs convenable, la masse m, de cristaux de sulfate de cuivre hydratés qu’il faut peser.

    2. Donner l’incertitude absolue sur la valeur de m. En déduire l’incertitude relative (ou précision) sur la valeur de m : . Conclure.

    3. Proposer un mode opératoire permettant de préparer 100,0 mL de la solution S.



  1. Travail expérimental





  • Après validation par le professeur, préparer la solution S en utilisant la fiche technique correspondante.




  1. Compte rendu




    1. Rédiger avec soin le mode opératoire mis en œuvre.

    2. Schématiser la verrerie de précision utilisée en indiquant les précautions d’utilisation.

    3. Justifier le mode opératoire mis en œuvre, en exploitant les calculs du travail de réflexion préliminaire.


IV. Pour approfondir : « précision de la mesure »





  1. Calculer avec un nombre de chiffres significatifs convenable, la masse m’, de cristaux de sulfate de cuivre hydratés qu’il faut peser avec une balance au 1/100ième de g, pour préparer avec précision 50,0 mL d’une solution S’ de sulfate de cuivre hydraté de concentration C’ = 1,00.10-2 mol.L-1 à partir des cristaux de sulfate de cuivre hydraté 

  2. Donner l’incertitude absolue sur la valeur de m. En déduire l’incertitude relative (ou précision) sur la valeur de m : . Conclure.

  3. Si on pèse une masse m’= 10  m, que devient la précision ?

  4. Proposer un mode opératoire permettant de préparer 100,0 mL de la solution S’ avec une meilleure précision, le matériel restant à disposition étant toujours le même.


Aide : ce mode opératoire devra faire apparaître deux étapes : une dissolution puis une dilution.

Première S – TP de chimie N° 1


Détermination de l’indice d’hydratation, x,
du sulfate de cuivre hydraté.


Préparation d’une SOLUTION de concentration donnée

Fiche de matériel




  • Rétro




  • balances électroniques au cg et sa fiche d’utilisation – le maximum possible




  • sulfate de cuivre (II) pentahydraté (ne pas écrire la formule exacte sur le flacon ni pentahydraté, le mieux serait d’écrire sulfate de cuivre (II) hydraté ou CuSO4, x H2O(s)

  • Dans compte goutte : solution concentrée de soude (écrire Na+ + HO-) et solution de chlorure de baryum (écrire Ba2+ + 2 Cl- de concentration environ 10-1 mol.L-1




  • une pissette d’eau distillée

  • Bec électrique

  • Pince en bois

  • une spatule

  • u
    Attention : petit agitateur qui ne doit pas faire basculer le bécher à vide !
    n entonnoir.

  • 2 béchers de 100 mL

  • un petit agitateur en verre

  • Portoir avec 2 tubes à essais

  • pipettes jaugées de 5,0 mL ; 10,0 mL ; 20,0 mL

  • fioles jaugées de 50,0 mL et de 100,0 mL, avec bouchons

  • éprouvettes graduées : 100 mL  et 50 mL

  • une poire à pipeter


TP testé par les 2 Sylvie mardi 5 septembre 2006 avec une température extérieure de 30 °C.

Nous avons trouvé : x = 5,04 !!!

Le chauffage dure environ 5 min ( avec 30 °C extérieur)
Remarques :

    • Il faut qu’il y ait une proposition de verrerie plus grande que celle utilisée pour que les élèves puissent faire un choix (préparation à l’ECE de TS).

    • S’il fait très humide, il serait préférable de placer les cristaux de sulfate de cuivre hydratés à l’étuve, ½ h avant le TP. Lors de l’essai du TP, il faisait très chaud T > 30 °C…



Références :

    • TP 1 et TP2 du site de l’académie d’Orléans sur l’évaluation des TP en première S. Site recommandé sur la lettre de rentrée des IPR.

    • Nathan, nouvelle édition

similaire:

Détermination de l’indice d’hydratation, X, du sulfate de cuivre hydraté iconUne image particulière : le pictogramme
«L'eau dans notre environnement», lors du test de l'eau au sulfate de cuivre anhydre, lorsque les pictogrammes de sécurité chimique...

Détermination de l’indice d’hydratation, X, du sulfate de cuivre hydraté iconActivité 1(chapitre 6): Détermination du pourcentage massique de...

Détermination de l’indice d’hydratation, X, du sulfate de cuivre hydraté iconL’élément cuivre représente ce qui est commun au métal cuivre et...

Détermination de l’indice d’hydratation, X, du sulfate de cuivre hydraté iconOlympiades de Chimie – Académie de Limoges – Janvier 2005
«cuivre jaune» est largement utilisé en décoration pour fabriquer des chandeliers, lampes, vases, lustres, tringles et poignets de...

Détermination de l’indice d’hydratation, X, du sulfate de cuivre hydraté iconTout savoir sur l’hydratation pour mieux courir

Détermination de l’indice d’hydratation, X, du sulfate de cuivre hydraté iconLe diverse percezioni della realtà Indice Sezione lingua italiana

Détermination de l’indice d’hydratation, X, du sulfate de cuivre hydraté iconRecherchez le symbole chimique de l’atome de cuivre ?

Détermination de l’indice d’hydratation, X, du sulfate de cuivre hydraté iconChapitre n° 3 : Oxydations du fer, du cuivre, du zinc et de l’aluminium

Détermination de l’indice d’hydratation, X, du sulfate de cuivre hydraté iconEssai sur la nature et la signification de la science économique
«Specimen theoriae novae de mensura sortis», 1738. La concavité de la fonction d'utilité détermine le degré d'aversion au risque,...

Détermination de l’indice d’hydratation, X, du sulfate de cuivre hydraté iconVI. Détermination de la capacité thermique d'un calorimètre








Tous droits réservés. Copyright © 2016
contacts
p.21-bal.com