L’Impact de la Température sur la Solubilité

L’Impact de la Température sur la Solubilité

Comprendre L’Impact de la Température sur la Solubilité

Pendant un projet de science à l’école, Emma et Lucas décident d’étudier comment la température affecte la solubilité du sel dans l’eau.

Ils prévoient de dissoudre du sel de cuisine (chlorure de sodium, NaCl) dans l’eau à différentes températures et de mesurer combien de sel peut être dissous dans 100 ml d’eau avant que la solution devienne saturée (c’est-à-dire qu’elle ne peut plus dissoudre de sel).

Données:

Voici les données de solubilité du NaCl qu’ils ont collectées à différentes températures :

  • À 10°C, la solubilité du NaCl est de 31 g pour 100 ml d’eau.
  • À 20°C, la solubilité du NaCl est de 35 g pour 100 ml d’eau.
  • À 30°C, la solubilité du NaCl est de 39 g pour 100 ml d’eau.
  • À 40°C, la solubilité du NaCl est de 42 g pour 100 ml d’eau.

Question:

Emma et Lucas ont préparé quatre échantillons d’eau à 10°C, 20°C, 30°C, et 40°C. Ils disposent de 200 g de NaCl. Ils veulent savoir combien de chaque échantillon d’eau ils peuvent préparer, en utilisant tout le NaCl disponible, de manière à ce que chaque solution soit saturée.

1. Calculez le volume d’eau nécessaire pour dissoudre tout le NaCl à chaque température donnée.

2. Déterminez si la quantité de NaCl est suffisante pour saturer les échantillons à chaque température avec seulement 100 ml d’eau par échantillon.

3. Si il y a un surplus de NaCl ou un besoin d’eau supplémentaire, calculez le nouveau volume d’eau nécessaire ou la quantité de NaCl restante.

Correction : L’Impact de la Température sur la Solubilité

1. Calcul du Volume d’Eau Nécessaire à la Saturation

Nous utilisons la formule suivante pour calculer le volume d’eau nécessaire à chaque température :

Volume d’eau nécessaire:

\[ = \left(\frac{\text{Quantité de NaCl utilisée}}{\text{Solubilité}}\right) \times 100 \]

  • À 10°C :

Volume d’eau nécessaire:

\[ = \left(\frac{200 \, \text{g}}{31 \, \text{g/100 ml}}\right) \times 100 \] \[ = \left(\frac{200}{31}\right) \times 100 \] \[ \approx 645.16 \, \text{ml} \]

  • À 20°C :

Volume d’eau nécessaire:

\[ = \left(\frac{200 \, \text{g}}{35 \, \text{g/100 ml}}\right) \times 100 \] \[ = \left(\frac{200}{35}\right) \times 100 \] \[ \approx 571.43 \, \text{ml} \]

  • À 30°C :

Volume d’eau nécessaire:

\[ = \left(\frac{200 \, \text{g}}{39 \, \text{g/100 ml}}\right) \times 100 \] \[ = \left(\frac{200}{39}\right) \times 100 \] \[ \approx 512.82 \, \text{ml} \]

  • À 40°C :

Volume d’eau nécessaire:

\[ = \left(\frac{200 \, \text{g}}{42 \, \text{g/100 ml}}\right) \times 100 \] \[ = \left(\frac{200}{42}\right) \times 100 \] \[ \approx 476.19 \, \text{ml} \]

2. Comparaison avec 100 ml

Comparons les volumes calculés avec 100 ml pour vérifier si 100 ml d’eau sont suffisants pour dissoudre le NaCl à chaque température.

  • À 10°C : 645.16 ml > 100 ml
  • À 20°C : 571.43 ml > 100 ml
  • À 30°C : 512.82 ml > 100 ml
  • À 40°C : 476.19 ml > 100 ml

3. Ajustement si Nécessaire

Comme nous pouvons le voir, dans tous les cas, plus de 100 ml d’eau sont nécessaires pour dissoudre tout le NaCl à chaque température. Nous devons donc ajuster la quantité de NaCl pour qu’elle corresponde à 100 ml d’eau.

Nouvelle quantité de NaCl pour 100 ml d’eau :

  • À 10°C :

\[ = \frac{31}{100} \times 100 = 31\, \text{g} \]

  • À 20°C :

\[ = \frac{35}{100} \times 100 = 35\, \text{g} \]

  • À 30°C :

\[ = \frac{39}{100} \times 100 = 39\, \text{g} \]

  • À 40°C :

\[ = \frac{42}{100} \times 100 = 42\, \text{g} \]

Maintenant, chaque échantillon d’eau peut être préparé en utilisant exactement 100 ml d’eau et la quantité de NaCl calculée pour chaque température.

L’Impact de la Température sur la Solubilité

D’autres exercices de chimie 5 ème:

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