Préparation d’une Solution Mère
Comprendre la Préparation d’une Solution Mère
Dans un laboratoire pharmaceutique, un chimiste doit préparer une solution mère pour synthétiser un médicament.
La concentration de cette solution est cruciale pour garantir l’efficacité et la sécurité du médicament.
Le chimiste doit donc calculer précisément la quantité de soluté nécessaire pour obtenir la solution mère désirée.
Données :
- Concentration souhaitée de la solution mère : 0.75 mol/L
- Volume de la solution mère à préparer : 250 mL
- Masse molaire du soluté (hypothétique KZ3O9) : 294.20 g/mol
- Densité du solvant (eau) : 1.00 g/mL
- Pureté du soluté : 98%
Questions :
1. Calcul de la masse théorique du soluté :
Calculez la masse théorique de KZ3O9 nécessaire pour préparer 250 mL d’une solution de 0.75 mol/L.
2. Ajustement en fonction de la pureté :
Étant donné que le soluté n’est pas pur, ajustez la masse calculée en tenant compte de la pureté de 98% pour obtenir la masse réelle à peser.
3. Calcul du poids du solvant :
Déterminez le poids du solvant nécessaire pour atteindre le volume total souhaité, en tenant compte de la masse du soluté ajouté et de la densité du solvant.
4. Concentration molaire finale ajustée :
En supposant une dilution mineure due à l’addition du soluté, recalculez la concentration molaire finale de la solution en utilisant le volume total ajusté.
5. Discussion sur les implications :
Discutez de l’impact potentiel d’une petite erreur dans la mesure de la masse du soluté sur la concentration finale de la solution. Quelles précautions le chimiste doit-il prendre lors de la préparation pour minimiser les erreurs?
Correction : Préparation d’une Solution Mère
1. Calcul de la masse théorique du soluté
Pour préparer 250 mL d’une solution de 0.75 mol/L en utilisant le soluté KZ3O9 de masse molaire 294.20 g/mol, le calcul de la masse théorique requise est le suivant :
Masse théorique:
\[ = \text{Concentration} \times \text{Volume} \times \text{Masse molaire} \] \[ = 0.75 \, \text{mol/L} \times 0.250 \, \text{L} \times 294.20 \, \text{g/mol} \] \[ = 55.1625 \, \text{g} \]
La masse théorique de KZ3O9 nécessaire est donc de 55.1625 g.
2. Ajustement en fonction de la pureté
Le soluté KZ3O9 est à 98% pur. Pour obtenir la masse réelle du soluté à peser, nous ajustons la masse théorique en fonction de cette pureté :
Masse réelle:
\[ = \frac{\text{Masse théorique}}{\text{Pureté}} \] \[ = \frac{55.1625 \, \text{g}}{0.98} \] \[ = 56.287 \, \text{g} \]
Il faut donc peser 56.287 g de KZ3O9 pour préparer la solution mère.
3. Calcul du poids du solvant
Le volume total de la solution est de 250 mL, et la densité de l’eau (solvant) est de 1.00 g/mL. Le poids du solvant nécessaire se calcule en soustrayant la masse du soluté ajouté du poids total du volume de solution :
Poids solvant:
\[ = (\text{Volume total} \times \text{Densité solvant}) – \text{Masse soluté ajouté} \] \[ = (250 \, \text{mL} \times 1.00 \, \text{g/mL}) – 56.287 \, \text{g} \] \[ = 193.713 \, \text{g} \]
4. Concentration molaire finale ajustée
Supposons que l’ajout du soluté n’altère pas significativement le volume total, la concentration molaire ajustée est alors calculée comme suit :
Concentration ajustée:
\[ = \frac{\text{Nombre de moles de soluté}}{\text{Volume total ajusté}} \] \[ = \frac{0.1875 \, \text{mol}}{0.250 \, \text{L}} \] \[ = 0.75 \, \text{mol/L} \]
La concentration reste à 0.75 mol/L, car nous avons supposé que le volume ne change pas significativement.
5. Discussion sur les implications
Si une erreur de pesée de 1% se produit, cela signifie une erreur de \(\pm\)0.563 g dans la masse du soluté. Cela pourrait altérer la concentration finale, démontrant l’importance de la précision en laboratoire.
Les balances de précision et les bonnes pratiques de pesée sont essentielles pour minimiser ces erreurs et garantir la qualité et l’efficacité du médicament produit.
Préparation d’une Solution Mère
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