Lycée – 2de – Physique-Chimie – Problème de dilution et dissolution – Lycée – 2de – Physique-Chimie

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Résultats générés

Pack séance complet, interactif et prêt à distribuer
Niveau Lycée – 2de
Domaine Physique-Chimie
Type Problème de dilution et dissolution
Durée 65 min



Déroulé de séance prêt à l’emploi

Progression recommandée pour une séance dynamique

Pack séance

1
Mise en route
5-10 min • Activation des prérequis

2
Pratique guidée
15-20 min • Exercices 1 et 2

3
Autonomie
15-20 min • Exercice 3

4
Bilan & évaluation flash
5-10 min • Vérification des acquis

Supports générés

  • Fiche élève distribuable
  • Version enseignant détaillée
  • Corrigé projetable/imprimable




Exercice 1 — Calcul de concentration molaire après dilution

Prêt à utiliser en classe




Exercice 1


Objectif pédagogique

Appliquer la relation de dilution C₁V₁ = C₂V₂ pour déterminer une concentration molaire finale, en mobilisant des unités cohérentes et des conversions d’unités.


Consigne pour l’élève

Un technicien prépare une solution de sulfate de cuivre(II) en diluant 50,0 mL d’une solution mère de concentration 0,100 mol/L. Le volume final de la solution fille est de 250,0 mL.
Calculez la concentration molaire de la solution fille obtenue. Détaillez votre raisonnement et précisez les unités à chaque étape.


Exercice à réaliser
  1. Écrivez la relation de dilution adaptée à ce problème.
  2. Convertissez les volumes en litres si nécessaire.
  3. Résolvez l’équation pour trouver C₂.
  4. Exprimez le résultat avec le bon nombre de chiffres significatifs.

Support élève imprimable

Énoncé élève :
Un technicien prépare une solution de sulfate de cuivre(II) en diluant 50,0 mL d’une solution mère de concentration 0,100 mol/L. Le volume final de la solution fille est de 250,0 mL.
Calculez la concentration molaire de la solution fille obtenue. Détaillez votre raisonnement et précisez les unités à chaque étape.

Bloc à compléter :

  1. Relation de dilution utilisée :
  2. Conversion des volumes :
    • Volume mère V₁ = _______ mL = _______ L
    • Volume fille V₂ = _______ mL = _______ L
  3. Calcul de C₂ :
  4. Résultat final avec unités et chiffres significatifs :
    C₂ = ___________________________________________________

Zone de réponse claire :
[Espace libre pour les calculs et la réponse finale]


Matériel requis

Aucun


Temps estimé

20 minutes


Corrigé détaillé
  1. Relation de dilution : C₁V₁ = C₂V₂
  2. Conversions :
    • V₁ = 50,0 mL = 0,0500 L
    • V₂ = 250,0 mL = 0,2500 L
  3. Calcul :
    C₂ = (C₁V₁) / V₂ = (0,100 mol/L × 0,0500 L) / 0,2500 L = 0,0200 mol/L
  4. Résultat : C₂ = 0,0200 mol/L (3 chiffres significatifs)

Différenciation pédagogique
  • Remédiation : Proposer un exemple guidé avec des valeurs numériques plus simples (ex : V₁ = 10 mL, V₂ = 100 mL).
  • Approfondissement : Ajouter une question sur le calcul de la masse de soluté dans la solution mère avant dilution.

Exercice 2 — Préparation d’une solution par dissolution

Prêt à utiliser en classe




Exercice 2


Objectif pédagogique

Déterminer la masse de soluté nécessaire pour préparer une solution de concentration donnée, en utilisant la relation C = n/V et la masse molaire.


Consigne pour l’élève

Vous devez préparer 100,0 mL d’une solution de chlorure de sodium (NaCl) à 0,50 mol/L.
Calculez la masse de NaCl à peser. Données : M(Na) = 23,0 g/mol ; M(Cl) = 35,5 g/mol.


Exercice à réaliser
  1. Calculez la masse molaire du NaCl.
  2. Déterminez la quantité de matière n nécessaire pour la solution.
  3. Convertissez n en masse m.
  4. Précisez la verrerie adaptée pour la préparation.

Support élève imprimable

Énoncé élève :
Vous devez préparer 100,0 mL d’une solution de chlorure de sodium (NaCl) à 0,50 mol/L.
Calculez la masse de NaCl à peser. Données : M(Na) = 23,0 g/mol ; M(Cl) = 35,5 g/mol.

Bloc à compléter :

  1. Masse molaire du NaCl :
    M(NaCl) = _______________________________________________
  2. Quantité de matière n nécessaire :
    n = _____________________________________________________
  3. Masse m à peser :
    m = _____________________________________________________
  4. Verrerie adaptée :

Zone de réponse claire :
[Espace libre pour les calculs et la réponse finale]


Matériel requis

Balance, coupelle de pesée, fiole jaugée de 100,0 mL, eau distillée, spatule.


Temps estimé

25 minutes


Corrigé détaillé
  1. Masse molaire : M(NaCl) = 23,0 + 35,5 = 58,5 g/mol
  2. Quantité de matière : n = C × V = 0,50 mol/L × 0,100 L = 0,050 mol
  3. Masse : m = n × M = 0,050 mol × 58,5 g/mol = 2,925 g
  4. Verrerie : fiole jaugée de 100,0 mL, balance, coupelle de pesée.

Différenciation pédagogique
  • Remédiation : Fournir un tableau de conversion des unités de volume et de masse.
  • Approfondissement : Demander de calculer la concentration massique de la solution préparée.

Exercice 3 — Étude d’une courbe de dissolution

Prêt à utiliser en classe




Exercice 3


Objectif pédagogique

Analyser une courbe de dissolution pour déterminer la solubilité d’un soluté à différentes températures et interpréter les résultats en termes de saturation.


Consigne pour l’élève

Le graphique ci-dessous représente la solubilité du nitrate de potassium (KNO₃) en fonction de la température.

Solubilité (g/100 g d’eau)
|
300 |               *
250 |           *       *
200 |       *               *
150 |   *                       *
100 |       *
 50 |______________________________
    0   20   40   60   80   100
       Température (°C)
  1. Déterminez la solubilité du KNO₃ à 40 °C et à 80 °C.
  2. À quelle température la solubilité est-elle de 200 g/100 g d’eau ?
  3. Un élève prépare une solution saturée à 60 °C avec 150 g de KNO₃ dans 100 g d’eau. Que se passe-t-il si on refroidit cette solution à 20 °C ? Justifiez.

Exercice à réaliser
  1. Lisez les valeurs sur le graphique pour les questions 1 et 2.
  2. Pour la question 3, comparez la solubilité à 60 °C et à 20 °C.
  3. Rédigez une réponse argumentée en utilisant les termes “solution saturée” et “précipité”.

Support élève imprimable

Énoncé élève :
Le graphique ci-dessous représente la solubilité du nitrate de potassium (KNO₃) en fonction de la température.

Solubilité (g/100 g d’eau)
|
300 |               *
250 |           *       *
200 |       *               *
150 |   *                       *
100 |       *
 50 |______________________________
    0   20   40   60   80   100
       Température (°C)
  1. Déterminez la solubilité du KNO₃ à 40 °C et à 80 °C.
  2. À quelle température la solubilité est-elle de 200 g/100 g d’eau ?
  3. Un élève prépare une solution saturée à 60 °C avec 150 g de KNO₃ dans 100 g d’eau. Que se passe-t-il si on refroidit cette solution à 20 °C ? Justifiez.

Bloc à compléter :

  1. Solubilité à 40 °C : _______________________________________
    Solubilité à 80 °C : _______________________________________
  2. Température pour une solubilité de 200 g/100 g d’eau : _________
  3. Réponse à la question 3 :

Zone de réponse claire :
[Espace libre pour les réponses]


Matériel requis

Aucun


Temps estimé

20 minutes


Corrigé détaillé
  1. Solubilité à 40 °C : ~150 g/100 g d’eau ; à 80 °C : ~250 g/100 g d’eau.
  2. Température pour 200 g/100 g d’eau : ~70 °C.
  3. À 60 °C, la solubilité est de ~180 g/100 g d’eau. La solution est saturée avec 150 g. À 20 °C, la solubilité chute à ~50 g/100 g d’eau. L’excès (150 g – 50 g = 100 g) précipite.

Différenciation pédagogique
  • Remédiation : Fournir un tableau de valeurs de solubilité pour des températures intermédiaires.
  • Approfondissement : Demander de calculer la masse de précipité formée si la solution est refroidie à 10 °C.


Référentiels utilisés

RAG

1 source

  • Programme d’enseignement du cycle des approfondissements (cycle 4) / D’après le BOEN n° 31 du 30 juillet 2020
    OFFICIEL

    Ouvrir


Ressources complémentaires

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