corrigé devoir surveillé n°1

 

 

Exercice1 :caractérisation d’un métal/5

 

données

métal

aluminium

étain

plomb

fer

 

 

 

 

 

densité

2,70

7,30

11,4

7.80

 

 

 

 

 

1.    Pour savoir quelle est la nature d’un cube de métal gris blanc, on réalise les expériences suivantes.

a) quel est le volume du métal en cm3? quelle est sa masse ?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V(métal) = 72 – 57 = 15 cm3 ou mL

m = 171 g

b) Déterminer sa masse volumique en g.cm-3 (donner d’abord la formule littérale)

r =  =  = 11,4 g.cm-3 ou 11,4 g.mL-1

c) Quelle est la densité de ce métal ? (donner d’abord la formule littérale)

 

d =  =  = 11,4

d) Identifier le métal sachant qu’il est cité dans le tableau ci-dessus

 

Il s’agit du plomb

 

2.    Le niveau initial de l’eau étant le même que dans l’expérience précédente, on remplace le cube de métal précédent par 4 petites cuillères en fer de masse respective 21,8g . Quel est le niveau final de l’eau dans l’éprouvette quand on a introduit les 4 petites cuillères ?

 

m(cuillères) = 4.21,8 = 87,2 g

r(fer) = d.r(eau) = 7,8.1 = 7,8 g.cm-3

 

V =  = = 11 cm3 ou 11 mL

Le niveau final est donc : 57 + 11 = 68 cm3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Exercice 2/4

Les densités, par rapport à l’eau, de l’acétate d’éthyle et du sulfure de carbone valent respectivement 0,90 et 1,26.

Dans un tube à essai, on a introduit 5 mL d’eau et 2 mL de l’un des 2 solvants ci-dessus.

Le schéma ci-contre représente le contenu du tube après agitation et décantation.

1.    Faire une ou plusieurs phrases permettant de décrire l’aspect du tube à essai en employant les expressions suivantes :

solvant ; miscible ; phase ; dense, surnager

On peut dire que l’eau et le solvant ne sont pas miscibles ; ils forment 2 phases ;

la phase aqueuse moins dense surnage.

2.    Quel solvant a-t-on rajouté ? justifier la réponse.

On sait qu’on a mis 5 mL d’eau et 2 mL de solvant. Donc le solvant est en dessous de l’eau et sa densité est supérieure à celle de l’eau ( d = 1) : On a donc ajouté du sulfure de carbone.

3.    Représenter l’aspect du tube à essai ( en justifiant) si l’on avait ajouté l’autre solvant non miscible avec l’eau

L’autre solvant est l’acétate d’éthyle ; il est moins dense que l’eau, il surnage.

 

 

 

Exercice 3/5,5

On cherche à identifier les espèces chimiques présentes dans un médicament ( noté X) . Pour cela, on réalise une chromatographie . Les dépôts sont : l’aspirine notée (A) ; l’acétaminophène (B) ; la caféine (C) et la phénacétine(D).

La plaque chromatographique a les dimensions suivantes : largeur : 4,5 cm ; hauteur 5 cm ; la ligne de dépôt est à 0,5 cm du bord inférieur.

Après élution et révélation, les résultats suivants sont obtenus :

-          Le front de l’éluant est monté à 0,5 cm du bord supérieur.

-          Pour les différents dépôts, on trouve :

espèce chimique

aspirine

acétaminophène

caféine

phénacétine

rapport frontal

0,85

0,50

0,31

0,72

Pour X, on trouve 3 taches dont les Rf sont respectivement à 0,13 ; 0,50 et 0,85.

1.    Faire un schéma de la plaque de chromatographie en utilisant toutes les informations de l’énoncé : placer en justifiant soigneusement leur position, les différentes taches

Rf =  donc h = Rf . H avec H = 4 cm

h(A) = 0,85.4 = 3,4 cm

h (B) = 0,50.4 = 2,0 cm
h(C) = 0,31.4 = 1,2 cm
h(D) = 0,72.4 = 2,9 cm

 

Pour le médicament, il y a 3 taches:
h(X1) = 0,13.4 = 0,5 cm

h(X2) = 0,50.4 = 2 cm
h(X3) 0,86.4 = 3,4 cm

 

 

 

 

 

 

 

 

Que peut on dire du médicament X ?

Le médicament X est composé de 3 espèces chimiques
X1 est  non identifiée
X2 a le même rapport frontal que B c’est de l’acétaminophène

X3 a le même rapport frontal que A : c’est de l’aspirine

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Exercice 4/5,5

On dispose d’une solution aqueuse mauve, contenant du sulfate de cuivre et du rouge de méthyle.

données à 20°C
densité de la solution fournie : 1,0 et densité du cyclohexane : 0,78

Le sulfate de cuivre est très soluble dans l’eau ( solution bleue) mais insoluble dans le cyclohexane.

Le rouge de méthyle est peu soluble dans l’eau ( solution rouge) mais soluble dans le cyclohexane.

1.    Définir soluble, extraction, extraction par solvant

 

soluble: L'espèce chimique A est soluble dans un solvant S si elle se mélange à S en donnant une solution.

extraction:procédé qui permet de séparer une espèce chimique de son milieu initial
extraction par solvant: Pour extraire une espèce chimique dissoute dans un solvant S1, il suffit de disposer d'un autre solvant S2 tel que:
l'espèce chimique à extraire doit être soluble dans S2
S1 et S2 ne doivent pas être miscibles

2.    On réalise une extraction par solvant pour séparer les 2 espèces chimiques : le sulfate de cuivre et le rouge de méthyle initialement mélangés dans la solution mauve.

Nommer la verrerie utilisée , schématiser le déroulement de la séparation : schéma avant ; après. Commenter

 

Il faut utiliser une ampoule à décanter