Transcription de la vidéo
Une solution de CuSO4 de molarité un est préparée par dissolution de 159,5 grammes de CuSO4 dans de l’eau pour produire un litre de solution, où la masse molaire de l’oxygène est de 16 grammes par mole ; celle du soufre, 32 grammes par mole ; et celle du cuivre, 63,5 grammes par mole. Qu’advient-il de la concentration si la quantité d’eau augmente de sorte que le volume total de la solution soit doublé ? (A) La concentration reste la même. (B) La concentration double. Ou (C) la concentration est divisée par deux.
CuSO4 est le sulfate de cuivre. La concentration en sulfate de cuivre est de molarité un. On peut également dire que cette concentration vaut une mole par litre. Nous savons donc que la concentration initiale est d’une mole par litre. Mais la question posée est : qu’advient-il de la concentration si la quantité d’eau augmentait de sorte que le volume total de solution soit doublé ? Pour tâcher de répondre à cette question, on peut utiliser l’équation suivante. Cette équation indique que la concentration molaire en moles par litre est équivalente au nombre de moles de soluté divisé par le volume total de solution en litres. Le soluté est le composant minoritaire d’une solution. C’est la substance qui est dissoute. L’énoncé indique que le sulfate de cuivre est dissous, le sulfate de cuivre est donc le soluté.
Une solution, en revanche, est définie comme un mélange dans lequel un ou plusieurs solutés sont répartis de manière homogène dans le solvant. Nous avons déjà établi que le soluté est le sulfate de cuivre. Le solvant est le composant majoritaire d’une solution dans lequel d’autres substances sont dissoutes. L’énoncé nous indique que le solvant est l’eau, la solution est donc composée de sulfate de cuivre dissous dans l’eau. Nous savons également que la concentration est d’une mole par litre, on peut donc remplacer 𝑛, le nombre de moles de soluté, par une mole et 𝑣, le volume total de solution, par un litre. Jusqu’à présent, tout ce que nous avons fait est d’exprimer différemment la concentration donnée.
Maintenant que la concentration initiale se trouve sous cette forme, on peut déterminer ce qui se passe si le volume de la solution est doublé. D’après l’énoncé, seule la quantité d’eau augmente, pas le nombre de moles de soluté, qui sera donc toujours d’une mole. Le volume de solution a cependant doublé, on peut donc multiplier par deux le un litre de la fraction initiale. Cela donnerait une mole sur deux litres, soit 0,5 moles par litre. Comme la concentration initiale était de molarité un, ou une mole par litre, et que la concentration finale est de 0,5 mole par litre, on peut conclure que l’ajout de cette quantité d’eau divise la concentration par deux.
Donc, la réponse à la question « Qu’advient-il de la concentration si on augmente la quantité d’eau de sorte que le volume total de solution soit doublé ? » est (C), la concentration est divisée par deux.
Qu’advient-il de la concentration si la quantité de CuSO4 utilisée pour préparer la solution est doublée ? (A) La concentration reste la même. (B) La concentration est divisée par deux. Ou (C) la concentration est doublée.
Nous avons déjà établi que la concentration de la solution de sulfate de cuivre peut être écrite comme une mole divisée par un litre, une mole étant le nombre de moles de sulfate de cuivre et un litre le volume total de la solution, dont le solvant est l’eau. La question est de savoir ce que devient la concentration si on double la quantité de sulfate de cuivre utilisée pour préparer la solution. Si la quantité de sulfate de cuivre dissoute est doublée, le nombre de moles de sulfate de cuivre double également. On peut donc multiplier le nombre de moles de sulfate de cuivre par deux.
Bien que la quantité de sulfate de cuivre ait doublé, le reste de la préparation est inchangée. Ainsi, le sulfate de cuivre est toujours dissout dans l’eau pour produire un litre de solution, et le volume total de la solution est toujours d’un litre. On peut alors écrire la concentration après que la quantité de sulfate de cuivre ait doublé comme deux moles divisées par un litre, ou deux moles par litre. La concentration est passée d’une mole par litre à deux moles par litre, elle a donc doublé.
Par conséquent, la réponse à la question «Qu’advient-il de la concentration si la quantité de sulfate de cuivre utilisée pour préparer la solution est doublée ?» est (C), la concentration double.
