Préparation d’une Solution de Nitrate
Comprendre la Préparation d’une Solution de Nitrate
Dans un laboratoire de recherche en biologie marine, les scientifiques étudient les effets de divers polluants sur les algues marines.
L’une des substances testées est le nitrate, qui peut avoir un impact significatif sur la croissance des algues.
Pour mener l’expérience, il est nécessaire de préparer une solution de nitrate de potassium (KNO3) à une concentration précise.
Données :
- Masse molaire du KNO3 : 101 g/mol
- Volume de la solution à préparer : 500 mL
Questions :
1. Les scientifiques veulent préparer 500 mL d’une solution de nitrate de potassium (KNO3) avec une concentration de 0.2 mol/L. Calcule la masse de KNO3 nécessaire pour préparer cette solution.
2. Après la préparation de la solution, les scientifiques réalisent qu’ils ont besoin de doubler la concentration de la solution. Quelle quantité de KNO3 doit être ajoutée supplémentairement pour atteindre la nouvelle concentration désirée?
Correction : Préparation d’une Solution de Nitrate
1 : Calcul de la masse initiale de KNO3 nécessaire
Données :
- Concentration souhaitée, \(C = 0.2\) mol/L
- Volume de la solution à préparer, \(V = 500\) mL = 0.5 L (car 1 L = 1000 mL)
- Masse molaire du KNO3, \(M = 101\) g/mol
Formule à utiliser :
La concentration molaire est définie par la formule :
\[ C = \frac{n}{V} \]
où \(n\) est le nombre de moles de soluté et \(V\) est le volume de la solution en litres.
Calcul du nombre de moles de KNO3 nécessaires :
\[ n = C \times V \] \[ n = 0.2 \, \text{mol/L} \times 0.5 \, \text{L} \] \[ n = 0.1 \, \text{mol} \]
Calcul de la masse de KNO3 nécessaire :
\[ \text{Masse} = n \times M \] \[ \text{Masse} = 0.1 \, \text{mol} \times 101 \, \text{g/mol} \] \[ \text{Masse} = 10.1 \, \text{g} \]
Pour préparer 500 mL d’une solution de KNO3 à 0.2 mol/L, il faut dissoudre 10.1 grammes de KNO3.
2. Calcul de la masse additionnelle de KNO3 nécessaire pour doubler la concentration
Nouvelle concentration souhaitée :
- Double de la concentration initiale, soit \(0.4\) mol/L
Calcul du nouveau nombre de moles nécessaire pour la nouvelle concentration :
\[ n_{\text{new}} = C_{\text{new}} \times V \] \[ n_{\text{new}} = 0.4 \, \text{mol/L} \times 0.5 \, \text{L} \] \[ n_{\text{new}} = 0.2 \, \text{mol} \]
Calcul du nombre de moles supplémentaires nécessaire :
\[ n_{\text{supplémentaire}} = n_{\text{new}} – n \] \[ n_{\text{supplémentaire}} = 0.2 \, \text{mol} – 0.1 \, \text{mol} \] \[ n_{\text{supplémentaire}} = 0.1 \, \text{mol} \]
Calcul de la masse de KNO3 supplémentaire à ajouter :
\[ \text{Masse supplémentaire} = n_{\text{supplémentaire}} \times M \] \[ \text{Masse supplémentaire} = 0.1 \, \text{mol} \times 101 \, \text{g/mol} \] \[ \text{Masse supplémentaire} = 10.1 \, \text{g} \]
Pour doubler la concentration de la solution de KNO3 à 0.4 mol/L, il faut ajouter 10.1 grammes supplémentaires de KNO3.
Préparation d’une Solution de Nitrate
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