Notion de solution

Exercice  1

mots croises

Mélange homogène résultant de la dissolution d'un ou plusieurs soluté $(S)$ dans un solvant.
SOLUTION

Grandeur qui caractérise une solution
CONCENTRATION

Procédé qui consiste à mettre un soluté dans un solvant dans le but de préparer une solution
DISSOLUTION
 
Procédé utilisé pour diminuer la concentration d'une solution  
DILUTION

Substance contenue à l'état dissous dans une solution
SOLUTE

Substance, liquide qui a la propriété de dissoudre
SOLVANT

Qui se rapporte à la masse     
MASSIQUE

Relative à la mole
MOLAIRE

Quantité maximale de soluté que l'on peut dissoudre dans un solvant
SOLUBILITE

Grandeur physique  qui permet de rendre compte de l'état thermique d'un corps  
TEMPERATURE

Substance (solide, liquide ou gazeuse) constituée de plusieurs espèces chimique
MELANGE

Formé d'éléments de même nature ou répartis de façon uniforme.
HOMOGENE

Unité de la quantité de matière
MOLE

Unité de masse  
GRAMME

Unité de volume LITRE
Substance que l'on peut connaître par les sens  
MATIERE

Propriété de ce qui peut être mesuré ou compté
QUANTITE

Espace occupé par un corps                       
VOLUME
 
Se dit d'une solution dont le solvant ne peut plus dissoudre le soluté
SATUREE
 
Se dit d'une solution dont le solvant est l'eau
AQUEUSE

Autre nom de la concentration molaire
MOLARITE

Exercice 2
 
Choisis la (ou les) bonne $(s)$ réponses en justifiant.

1. La concentration molaire d'une espèce moléculaire est le :

a. Quotient de la masse de soluté par la masse de solution.

b. Quotient de la masse de soluté par le volume de la solution.

c .Quotient de la quantité de matière de soluté par la masse de la solution.

d. Quotient de la quantité de matière de soluté par le volume de la solution.

2. Une concentration molaire peut s'exprimer en :

a. $mol/L$

b. $g/L$

c. $m\cdot mol/L$

d. $mol/m^{3}$
 
3.    Dans une solution, les concentrations molaire C et massique $C_{mA}$ d'un soluté, de masse molaire $M$, sont liées par la relation :

a. $C_{mA}=CM$ ;

b. $C=C_{mA}M$ ;

c. $C=C_{mA}/M$ ;

d. $M=C_{mA}/C$
 
4. Lors de la dilution ; la quantité de conservation de la matière s'écrit :

a. $C_{\text{fille}}V_{\text{fille}}=C_{\text{mere}}V_{\text{mere}}$

b. $Cm_{\text{fille}}V_{\text{fille}}=Cm_{\text{mere}}V_{\text{mere}}$

c. $C_{\text{fille}}V_{\text{mere}}=C_{\text{mere}}V_{\text{fille}}$

5. Le facteur de dilution s'exprime par l'expression :

a. $F=\dfrac{C_{\text{fille}}}{C_{\text{mere}}}$

b. $F=\dfrac{C_{\text{mere}}}{C_{\text{fille}}}$

c. $F=\dfrac{V_{\text{fille}}}{V_{\text{mere}}}$

d. $F=\dfrac{V_{\text{mere}}}{V_{\text{fille}}}$

6. Dans une solution aqueuse, l'eau est:

6. Dans une solution aqueuse, l'eau est:

a. le soluté.                                    

b. le solvant.                                          

c.    la solution.

7. La concentration molaire d'un soluté d'une solution est:

a. le nombre de molécules du soluté dissoutes par litre de solution.
 
b. le nombre de moles du soluté dissoutes par litre de solution.

c. la masse de soluté dissoute par litre de solution.

8. Pour un soluté, la solubilité est la quantité maximale de ce soluté que l'on peut dissoudre:

a. dans un litre de solution.  

b. dans un litre de solvant.                 

c. dans une solution.

9. Pour un soluté, une solution saturée:

a. forme un précipité.                                      

b. peut dissoudre une quantité plus grande de soluté.

c. ne peut plus dissoudre de soluté.

Exercice 3

Complète les phrases ci-dessous

1. Une solution est un $\ldots\ldots\ldots$ homogène.

1. Une solution est obtenue par $\\ldots\ldots$ de $\ldots\ldots\ldots$ dans un $\ldots\ldots\ldots$

2. Lorsqu'on dissout un composé dans un liquide, on obtient une $\ldots\ldots\ldots$ Si le liquide est l'eau, on parle de $\ldots\ldots\ldots$ Le composant majoritaire de la solution obtenue constitue le $\ldots\ldots\ldots$ Les composés dissous sont appelés $\ldots\ldots\ldots$

3. La concentration $\ldots\ldots\ldots$ $C_{A}$ d'un constituant A présent dans une solution correspond au rapport du nombre de $\ldots\ldots\ldots\ldots$ du constituant A dissout par le $\ldots\ldots\ldots$ $V_{\text{sol}}$ de la solution.

Elle s'exprime en $\ldots\ldots\ldots$

4. La concentration massique d'une solution est la masse de $\ldots\ldots\ldots$ dans un $\ldots\ldots\ldots$ de solvant.
 
Elle s'exprime en $\ldots\ldots\ldots$

La relation entre la concentration massique et la concentration molaire d'une solution s'écrit $\ldots\ldots\ldots$

4. La $\ldots\ldots\ldots$ permet de préparer une solution en mélangeant une espèce chimique pure dans un solvant

5. La $\ldots\ldots\ldots$ permet de préparer une solution peu concentrée (la solution fille) à partir d'une solution trop concentrée (la solution mère).

Lors d'une dilution, la quantité de $\ldots\ldots\ldots$ de soluté se conserve

Exercice 4

Dissolution - dilution

Dans chacun des cas suivants, précise s'il s'agit d'une dilution ou d'une dissolution.
 
a. Ajouter du sucre dans du thé.                          

b. Ajouter de l'eau dans le café

d. Ajouter un peu de sirop dans l'eau

c. La machine injecte du gaz dans l'eau

e. Ajouter de l'eau plate dans l'eau gazeuse.

f. Ajouter du lait dans un lait au chocolat

Exercice 5

Solvant – soluté

Dans chacun des cas suivants, précise le solvant et le soluté s'il s'agit d'une solution.

1. Pour obtenir $1\,L$ de jus d'orange à partir de jus concentré, on verse $350\,mL $de concentré que l'on complète avec de l'eau.

2. Le passage lent d'eau bouillante sur du café moulu permet d'obtenir du café liquide.
 
3. Pour préparer le café Touba, on utilise la poudre du café que l'on dissout dans l'eau

4. La citronnade est également un bon dérivé pour s'hydrater.

5. Un excès persistant de glucose dans le sang est un symptôme de diabète.

Exercice 6

Fraîcheur d'un lait

Un lait est considéré comme frais si sa concentration en masse en acide lactique est inférieure à $1.8\

 

,g\cdot L^{-1}$
 
Un échantillon de lait, de volume, $V_{\text{lait}}=150\,mL$ contient une masse $m=0.23\,g$ d'acide lactique.
 
1. Détermine la concentration en masse en acide lactique de ce lait.

2. Évalue son état de fraîcheur.
 
Exercice 7

Sur la notice d'une solution buvable préconisée en cas de bronchite, il est indiqué qu'on une masse $m_{0}=2.00\,g$ de carbocistéine dans un volume $V_{0}=100\,mL$
 
1. Calcule la concentration massique $C_{m}$ en substance active de la solution commerciale

2. Le laboratoire pharmaceutique fabriquant ce médicament fournit une cuillère-mesure de volume $V=50\,mL$

Exprime la masse $m$ de carbocistéine prélevée par une cuillère-mesure en fonction de $V$ et $C_{m}$, puis la calculer

3. Pour effectuer des analyses sur un sirop, un chimiste en prélève un volume $V'=2.0\,mL    $ qu'il introduit dans une fiole jaugée de volume $V"=250\,mL$

3.1. Quelle verrerie le chimiste doit-il utiliser pour effectuer ce prélèvement avec précision ?

3.2. Calcule la concentration massique $C_{m}$ en carbocistéine de la solution diluée obtenue

Exercice 8

On dissout $5\,g$ de sucre dans une tasse de café de $12\,cL$

1.1. Convertis $12\,cL$ en $L.$

1.2. Calcule la concentration massique Cm du sucre dans le café.

$\text{(Arrondir à }0.01)$

Le sucre est constitué de molécules de saccharose de formule brute $C_{12}H_{22}O_{11}$

1.3. Calcule la masse molaire moléculaire du saccharose.

1.4. Détermine la concentration molaire $C$ du saccharose dans le café.

Données : $M_{c}=12\,g\cdot mol^{-1}$ ;

$M_{H}=1\,g\cdot mol^{-1}$ ;

$M_{0}=16\,g\cdot mol^{-1}$ ;

Exercice 9

Dans le cas d'une déshydratation, il peut être administré par perfusion une solution de glucose $C_{6}H_{12}O_{6}$ de concentration en quantité de matière $C=278\,m mol\cdot L^{-1}$

1. Calcule la masse molaire du glucose.

2. Calcule la masse de glucose contenue dans une perfusion de $500\,mL$ en combinant deux formules.

Exercice 10

Dose journalière de sucre
L'OMS recommande de ne pas dépasser la dose de $50\,g$ de sucre par jour.

L'obésité est en progression constante à cause en partie des boissons gazeuses sucrées.

1. Quelle masse de sucre ingurgite un adolescent qui boit chaque jour $3$ verres de Coca-Cola ?

Un verre a une contenance de $250\,mL$

2. Un morceau de sucre pèse $5\,g.$

Que peut-on en déduire ?

Exercice 11
 
Pour limiter l'apparition de crampes après un effort sportif intense, il est possible de boire une solution de bicarbonate de sodium fabriquée par dissolution de $10\,g$ de bicarbonate de sodium $NaHCO_{3}$ dans l'eau afin d'obtenir un litre de solution.

1. Calcule la masse molaire du bicarbonate de sodium.

2. Calcule la concentration en masse puis la concentration en quantité de matière de la solution obtenue.

3. Retrouve la concentration en quantité de matière à partir des données de l'énonce et de la masse molaire du bicarbonate de sodium, en combinant deux formules

Exercice 12

1. Une solution a une concentration massique de $C_{m}=40\,g/L.$

Dans une fiole jaugée de $250\,mL$, on verse $20\,mL$ de cette solution et on complète avec de l'eau.

Quelle est la concentration de la nouvelle solution ?

2. A partir d'une solution de concentration c$c=80\,g/L$, on désire préparer par dilution $100\,mL$ de solution de concentration $C=20\,g/L$

Quel volume de solution mère faut-il utiliser ?

Exercice 13

Pour doser (mesurer la concentration) une solution trop concentrée, on la dilue une première fois : on prélève $20\,mL$ que l'on complète jusqu'à $100\,mL$

Puis on dilue à nouveau avec les mêmes proportions, la solution obtenue.

La concentration de la solution finale est $C_{m}=0.45\,g/L$

Quelle était la concentration de la solution initiale ?

Exercice 14

Une solution d'eau sucrée a été préparée par dissolution de $12\,g$ de saccharose $C_{12}H_{22}O_{11}$ pour obtenir un volume total de solution $V_{\text{solution}}=100\,mL$

La masse de la solution obtenue vaut $103.92\,g$

1 Calcule la masse volumique $\rho$ de la solution d'eau sucrée.
 
2. Calcule la concentration en masse $C_{m}$ de la solution.

3. Calculer la masse molaire $M$ du saccharose.

4. Démontre la relation liant la concentration en quantité de matière C et la concentration en masse $C_{m}$

5. Calculer la concentration en quantité de matière de la solution d'eau sucrée à partir de la concentration en masse.
 
Exercice 15

Lors d'une analyse de sang, on étudie la glycémie de la personne, c'est-à-dire le taux de glucose dans le sang.

Une analyse donne les résultats suivants : GLYCEMIE à jeun $8\,m\cdot mol/L$

3.1. A quoi correspond le nombre $8$ ?

3.2. Convertis $8\,m\cdot mol/L$ en m$mol/L$

Le glucose a pour formule chimique $C_{6}H_{12}O_{6}$

3.3. Calcule la masse molaire moléculaire du glucose.

3.4. Détermine la concentration massique $C_{m}$ du glucose.

3.5. La glycémie est normale si la concentration massique est comprise entre $0.75\,g/L$ et $1.10\,g/L$

Est-ce que la glycémie de la personne est normale ?

Données : $M_{c}+12\,g\cdot mol^{-1}$ ; $M_{H}=1\,g\cdot mol^{-1}$ ; $M_{0}=16\,g\cdot mol^{-1}$

Exercice 16

Un adolescent doit absorber $75\,mg$ de vitamine $C$ de masse molaire $M=176\,g\cdot mol^{-1}$ par jour.
 
Un jus de fruit contient de la vitamine $C$ à la concentration molaire $C=2.3\,m mol\cdot L^{-1}$

Quel volume de jus de fruit un adolescent doit-il boire dans la journée pour absorber sa quantité quotidienne de vitamine $C$ ?
 
Exercice 17

Sur l'étiquette d'une bouteille de vin on peut lire : titre alcoométrique : $11.5^{\circ}$ : cela signifie que $100\,mL$ de ce vin contient $11.5\,mL$ d'alcool pur, éthanol de formule brute $C_{2}H_{6}O$ et de masse molaire $M=46\,g\cdot mol^{-1}$

1. Détermine le volume d'alcool pur contenu dans un verre de vin de $160\,mL$

2. Détermine la masse d'alcool pur contenu dans un verre de vin de $160\,mL$

Donnée : Masse volumique de l'éthanol : $\rho=0.80\,kg\cdot L^{-1}$

3. Quelle est la concentration molaire C de l'éthanol dans ce vin ?

Exercice 18

1. Calcule une masse, un volume, une concentration en masse

$\begin{array}{|c|c|c|c|} \hline &\text{Solution }1&\text{Solution }2&\text{Solution }3\\ \hline
\text{masse de }&m_{1}&8.0&0.15\\ \text{soluté en }g&&&\\ \hline \text{Volume de }&500&V_{2}&20.0\\
\text{solution en }mL&&&\\ \hline \text{Concentration en masse }&20&4.0&C_{m3}\\
\text{en soluté }\left(g\cdot L^{-1}\right)&&\\ \hline \end{array}$

2. Calcule une concentration en masse
 Les teneurs en saccharose de deux sirops contre la toux sont données dans le tableau suivant.

$\begin{array}{|c|c|} \hline \text{Sirop}&\text{Teneur en saccharose}\\ \hline 1&\text{15.0\,}\text{pour }15\,mL\\ \hline 2&23.5\,g\text{ pour }5mL\\ \hline \end{array}$

2.1. Calcule les concentrations en masses en saccharose de ces deux sirops.

2. 2. Identifie le sirop le plus sucré

Exercice 19

Les solutions hydroalcooliques permettent de lutter contre les bactéries, les champignons et les virus, et sont employés afin d'assurer l'hygiène des mains lors soins médicaux
Leur usage se généralise dans la vie quotidienne

Sur le flacon d'une telle solution, on peut lire :

$-\ $éthanol $\left(C_{2}H_{6}O\right)\ :\ 52.4\%$

$-\ $propan $--01\left(C_{3}H_{8}O\right)\ :\ 21.0\%$

Cela signifie que, pour préparer un volume de $V=100\,mL$ de solution, on dissout un volume d'éthanol $V_{et}=52.4\,mL$ et un volume propan $-1-o1 V_{pr}=21.0\,mL$ dans la quantité nécessaire d'eau

1. Calcule la masse d'éthanol met et la masse de propan $-ol m_{pr}$ qui doivent être dissoutes pour préparer un volume de $V=100\,mL$ de solution

2. Déduis les concentrations massiques en éthanol $C_{met}$ et en propan $-1ol C_{mPr}$
dans cette solution

3. Quel volume $V_{0}$ de cette solution hydroalcoolique faut-il prélever pour préparer un volume $V'=2.0\,L$ d'une solution cinq fois plus diluée en éthanol et en propan $-1-o1$ ?

Données :

$-\ $Masse volumique de l'éthanol

$\rho_{et}=0.789\,g\cdot cm^{-3}$

$-\ $Masse volumique de propan $-1-o1$

$\rho_{Pr}=0.803\,g\cdot cm^{-3}$
 
$M_{c}=12\,g\,mol^{-1}$ ;

$M_{H}=1.0\,g mol^{-1}$ ;

$M_{o}=16\,g mol^{-1}$

Exercice 20

On dispose d'une solution aqueuse $S$ de chlorure de sodium de concentration molaire$C=0.4 mol\cdot L^{-1}$

La réalisation de $50\,mL$ d'une solution $S_{1}$ est obtenue par dilution de $5.0\,mL$ de la solution $S$

1. Détermine la concentration molaire de la solution $S_{1}$

2. Quel volume de $S$ faut-il diluer pour préparer $500\,mL$ de solution $S_{2}$ de concentration molaire $C_{2}=0.016 mol\cdot L^{-1}$ ?

3. Décris, schéma à l'appui, les différentes étapes de la préparation de $S_{2}$

Exercice 21

Une solution $S_{1}$ est réalisée par dissolution de $0.3$ de chlorure de sodium solide dans $200\,mL$ d'eau.

On prélève à l'aide d'une pipette $10\,mL$ de la solution $S_{1}$ et on l'introduit dans une fiole de $250\,mL$

En complétant avec de l'eau jusqu'au trait jauge de la fiole, on obtient une solution $S_{2}$

1. Calcule la concentration molaire $C_{2}$ de cette nouvelle solution.

2. Calcule le volume d'eau ajouté

Exercice 22

Préparation d'une solution par dissolution d'un soluté solide

Une solution est obtenue en dissolvant une masse $m=14.2\,g$ de sulfate de sodium $\left(Na_{2}SO_{4}\right)$ dans de l'eau et en complétant le volume à $500\,mL$

Données : masses molaires atomiques : $M(Na)=23\,g\cdot mol^{-1}$ ;

$M(S)=32\,g\cdot mol^{-1}$ ;

$M(O)=16\,g\cdot mol^{-1}$

1. Calcule la concentration massique $C_{m}$ de cette solution.

2. Calcule de deux façons différentes la concentration molaire $C$ de cette solution

Exercice 23

Préparation d'une solution par dissolution d'un soluté gazeux

Dans un volume $V=500\,mL$ d'eau distillée, on dissout un volume $v=0.12\,L$ de chlorure d'hydrogène $HCl$

Le volume v est mesuré dans les conditions où le volume molaire est égal à $24,L\cdot mol^{-1}$

1. Calcule la concentration molaire de la solution obtenue.

2. Quelle est la quantité de matière de chlorure d'hydrogène contenue dans un prélèvement de $20\,cm^{3}$ de cette solution