Composition chimique des solutions

Une solution aqueuse de volume $V = 200\ \text{mL}$ contient $n = 1{,}0 \times 10^{-2}\ \text{mol}$ d'hydroxyde de sodium NaOH.

1. Calculer la concentration $C$ en quantité de matière de la solution.
2. En déduire la concentration en masse $C_m$.

Données : $M_\text{Na} = 23{,}0$, $M_\text{O} = 16{,}0$, $M_\text{H} = 1{,}0\ \text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$.

En cas de déshydratation, on peut administrer par perfusion une solution de glucose $\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6$ de concentration $C = 278\ \text{mmol}\cdot\text{L}^{-1}$.

1. Calculer la masse molaire du glucose.
2. Calculer la masse $m$ de glucose contenue dans une perfusion de $V = 500\ \text{mL}$, en combinant deux formules.

Données : $M_\text{C} = 12{,}0$, $M_\text{H} = 1{,}0$, $M_\text{O} = 16{,}0\ \text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$.

Pour limiter l'apparition de crampes après un effort intense, on peut boire une solution de bicarbonate de sodium NaHCO₃, préparée par dissolution de $m = 10\ \text{g}$ de bicarbonate de sodium dans l'eau, pour obtenir $V = 1\ \text{L}$ de solution.

1. Rappeler le protocole expérimental pour préparer cette solution.
2. Calculer la masse molaire du bicarbonate de sodium.
3. Calculer la concentration en masse, puis la concentration en quantité de matière de la solution.
4. Retrouver la concentration en quantité de matière directement à partir de $m$ et $M$, en combinant deux formules.

Données : $M_\text{Na} = 23{,}0$, $M_\text{H} = 1{,}0$, $M_\text{C} = 12{,}0$, $M_\text{O} = 16{,}0\ \text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$.

On prélève un volume $V_0 = 20{,}0\ \text{mL}$ d'une solution aqueuse de sulfate de cuivre (II) de concentration $C_0 = 5{,}0 \times 10^{-2}\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$. Ce volume est introduit dans une fiole jaugée de 500 mL, complétée avec de l'eau distillée puis homogénéisée.

1. Comment se nomme la méthode de préparation utilisée ?
2. Comment prélève-t-on le volume $V_0$ de la solution mère ?
3. Quelle est la concentration $C$ de la solution fille ?
4. Calculer le facteur de dilution $F$ effectué.

Une solution S de permanganate de potassium de concentration $C = 1{,}0 \times 10^{-3}\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$, placée dans une cuve de longueur $\ell = 1{,}0\ \text{cm}$, donne une absorbance $A = 1{,}8$ à la longueur d'onde $\lambda = 520\ \text{nm}$.

1. Donner, si possible, l'absorbance de la solution S mesurée à $\lambda = 520\ \text{nm}$ dans une cuve de longueur $\ell' = 0{,}50\ \text{cm}$.
2. Donner, si possible, l'absorbance de la solution S diluée 2 fois, dans une cuve de $\ell = 1{,}0\ \text{cm}$ à la même longueur d'onde.

Le salbutamol, de formule $\text{C}_{13}\text{H}_{21}\text{NO}_3$, est une molécule de la Ventoline utilisée dans le traitement de l'asthme. Chez les sportifs, elle améliore la ventilation et est donc réglementée : la concentration massique dans les urines ne doit pas dépasser $C_{m,\text{lim}} = 1{,}0\ \text{mg}\cdot\text{L}^{-1}$.

Une analyse d'urine d'un cycliste donne $C = 3{,}35\ \mu\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$.

1. Calculer la masse molaire du salbutamol.
2. En déduire la concentration massique $C_m$ de salbutamol.
3. Le sportif risque-t-il une sanction ? Justifier.

Données : $M_\text{C} = 12{,}0$, $M_\text{H} = 1{,}0$, $M_\text{N} = 14{,}0$, $M_\text{O} = 16{,}0\ \text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$.

La casse ferrique est un dépôt qui se forme dans un vin lorsque les ions fer (II) $\text{Fe}^{2+}$ initialement présents s'oxydent en ions fer (III) $\text{Fe}^{3+}$. Pour surveiller ce phénomène, on dose les ions $\text{Fe}^{3+}$ par spectrophotométrie après réaction avec un complexe coloré.

La courbe d'étalonnage $A = f(C)$ est une droite passant par l'origine, de pente $k = 5{,}0 \times 10^{3}\ \text{L}\cdot\text{mol}^{-1}$. Cinq solutions étalons ont été préparées et mesurées au spectrophotomètre :

On mesure pour le vin testé une absorbance $A = 0{,}90$.

1. Déterminer la concentration $C$ en mol·L⁻¹ de l'ion fer (III) dans le vin.
2. En déduire la concentration en masse $C_m$.
3. Les risques de casse ferrique deviennent importants à partir de $C_{m,\text{lim}} = 10\ \text{mg}\cdot\text{L}^{-1}$. Ce vin doit-il être surveillé ? Justifier.

Données : $M_\text{Fe} = 55{,}8\ \text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$.