Exercice de Chimie sur la quantité de matière.

Sujet du devoir

Il s'agit de calculer des volumes, des quantités de matière, en utilisant les formules apprises du cours. L'exercice est basé essentiellement autour de l'eau.

Où j'en suis dans mon devoir

Toutes les questions mais j'aimerais savoir si elles sont justes. Je pense avoir bien compris le chapitre mais souvent des petites fautes d'inattention se glissent, et j'aimerais pouvoir les éradiquer . Merci d'avance.


Voici l'énoncé: 1. Proposer un protocole expérimental permettant de déterminer le volume d'une goutte d'eau.

2. On trouve expérimentalement que dans un volume v= 1.00 mL, il y a 22 gouttes.
a) En déduire le volume d'une goutte.
b) Déterminer la masse d'une goutte d'eau.
c) En déduire la quantité de matière d'eau contenue dans une goutte ainsi que le nombre de molécules d'eau qu'elle contient.

3. Soit un nombre N de personnes égal au nombre de molécules d'eau trouvé à la question précédente.

a) En supposant que 9 personnes côte à côte occupent une surface au sol égale à 1m², quelle serait la surface occupée ces N personnes?

b) La Terre peut être assimilée à une sphère de rayon 6400 km. Peut-on placer ces N personnes côte à côte sur la Terre? Combien de Terres faudrait-il?

Données: Masse volumique de l'eau : ro=1.00 kg/L
M(O)= 16 g/mol
M(H)= 1 g/mol
La surface d'une sphère de rayon R est donnée par la relation: S= 4 pi x R²


1.Pour déterminer le volume d'une goutte d'eau

-Prélever à l'aide d'une pipette sur une feuille ou une tige le matin lorsque la rosée est présente une goutte d'eau.
-Lire le volume relevé .

2.v = 1.00 mL: 22 gouttes

a) Déduisons-en le volume d'une seule goutte.

V 1 goutte= 1.00mL / 22
= 0.045 mL (à 0.001 mL près).

b) Nous connaissons la relation suivante

n = ro x V échantillon / M

n = 1.00 kg/L x 0.045 mL / 18 g/mol

n= 1.00 g /mL x 0.045 mL / 18g /mol

n= 0.045 / 18

n = 2.5 x 10^-3 mol ( 0.1 x 10^-3 mole près ).

La masse molaire de l'eau de formule brute H2O:

M= 2 x M(H)+ 1x M(O)

M= 2x1 + 1 x 16

M= 2 +16

M= 18 g/ mol

Ainsi, n= m/M

m= nxM
m= 0.0025x 18
m= 0.045 g (valeur exacte).


c)Nous pouvons utliser la formule suivante:

n= N/ N avogadro

N= N avogadro x n

N= 6.02 x 10^23 x 0.0025
N= 1.505x 10^21 molécules d'eau H2O.

3.

Nous en déduisons que le nombre de personnes est égal à 1.505 x 10^21

a)
Sachant que 9 personnes occupent 1 m², il faut diviser 1.505 x 10^21 par 9

=1.67 x 10^20 à (à 0.01 x 10^20 près).

Multiplions ensuite la surface par 1.67 x 10^20:

= 1.67x 10^20 m².

La surface occupée par ces N personnes serait de 1.67 x 10^20 m².

b)Terre= Sphère de rayon 6400 km.

Calculons tout d'abord la surface de la Terre qui est donnée par la formule S= 4 x pi x R²

S= 4 pi x 6400²

S= 40960000 x 4 pi

S= 514718540.4 km²

S= 514718540.4 x 10^3 m²

S= 5.147 x 10^11 m²


Non, on ne peut pas placer toutes ces personnes côte à côte sur la Terre.

Il faudrait: 1.67x 10^20/ 5.147 x 10^11= 324460851 Terres pour les accueillir.