Les solutions aqueuses

Une eau aromatisée contient des sels minéraux dissous, comme les ions potassium K⁺(aq) et sodium Na⁺(aq), ainsi que du glucose C₆H₁₂O₆(aq).

a. Parmi les espèces mentionnées, identifier les espèces ioniques.

b. Identifier le ou les solutés.

c. Quel est le solvant ?

d. Pourquoi cette boisson est-elle une solution aqueuse ?

Pour préparer une solution colorée, on dissout une masse $m = 0{,}012\ \text{g}$ de jaune de tartrazine, pesée avec une balance précise au millième de gramme.

1. Donner un encadrement de la masse $m$ en grammes.

2. On dissout cette masse dans l'eau, de façon à obtenir 0,10 L de solution. Calculer la concentration en masse $C_m$ de la solution obtenue.

1. Donner la relation pour calculer :

• la concentration en masse $C_m$ ;
• la masse $m_{\text{verre}}$ de sucre contenue dans un verre de 250 mL.

2. Compléter le tableau ci-dessous (avec conversion d'unités si nécessaire).

Une soupe industrielle contient du sel à la concentration en masse $C_m = 9{,}8\ \text{g}\cdot\text{L}^{-1}$.

1. Quelle masse $m$ de sel contient un bol de soupe de volume $V = 380\ \text{mL}$ ?

2. La dose maximale de sel recommandée par jour est de 5 g. Cette soupe est-elle trop salée ?

3. Nasser a faim et veut se resservir. Quel volume $V'$ peut-il rajouter sans dépasser la dose maximale journalière ?

Cinq cuves contiennent des solutions de diiode dont la concentration en masse est donnée ci-dessous :

On observe les cuves 1 à 5 côte à côte, par concentrations croissantes. Une cuve A de concentration inconnue est placée à droite :

Par comparaison visuelle de la cuve A avec l'échelle de teinte, donner un encadrement de la concentration en masse $C_m(\text{A})$ en diiode.

On a mesuré les masses volumiques de plusieurs solutions étalons de fructose, ce qui permet de tracer la droite d'étalonnage de $\rho$ (en kg·L⁻¹) en fonction de la concentration en masse $C_m$ (en g·L⁻¹) :

1. On veut préparer un volume $V_1 = 20{,}0\ \text{mL}$ d'une solution S de concentration $C_{m,1} = 50\ \text{g}\cdot\text{L}^{-1}$ à partir d'une solution mère S₀ de concentration $C_{m,0} = 100\ \text{g}\cdot\text{L}^{-1}$.

• a. Exprimer puis calculer le volume $V_0$ à prélever dans S₀.
• b. Citer les deux verreries indispensables à cette opération et leur volume.
• c. Cette opération est-elle une dissolution ou une dilution ? Justifier.
• d. Le facteur de dilution $F$ se calcule de deux manières : $F = C_{m,0} / C_{m,1}$ et $F = V_1 / V_0$. Vérifier que les deux donnent la même valeur, et conclure.

2. Un jus de fruit dont le principal soluté est le fructose a une masse volumique $\rho = 1{,}020\ \text{kg}\cdot\text{L}^{-1}$. Déterminer sa concentration en masse en fructose à l'aide du graphique.

3. L'OMS recommande de ne pas dépasser 50 g de sucre par jour. Si tout autre apport est exclu, combien de verres de 250 mL de ce jus une personne peut-elle boire sans dépasser la norme ?

Le paracétamol est la substance active d'un sirop commercial, préparé en dissolvant $m = 1{,}25\ \text{kg}$ de paracétamol dans un volume $V = 500\ \text{L}$ de solution.

Pour un essai en laboratoire, on prépare un volume $V_1 = 500\ \text{mL}$ d'une solution diluée de concentration $C_{m,1} = 0{,}100\ \text{g}\cdot\text{L}^{-1}$.

1. Rappeler les étapes pour réaliser une dilution au laboratoire.
2. Calculer la concentration en masse $C_{m,0}$ du sirop commercial.
3. Calculer le volume $V_0$ de sirop commercial à prélever pour préparer la solution diluée.
4. Expliquer ce que signifie le facteur de dilution. Calculer sa valeur.
5. Calculer la masse $m'$ de paracétamol solide à peser pour préparer la solution diluée directement (sans passer par le sirop commercial).
6. Les schémas ci-dessous représentent, dans le désordre, les étapes de la préparation. Les mettre dans le bon ordre, à l'aide des lettres.