EXO - Père de famille paumé

[invite48940eff]

Bonjour
Mon fils bloque sur ce devoir maison, j'ai repris l'intégralité de son cours mais j'avoue être perdu.
Pourriez vous me donner les pistes de départ ?
En fait je ne trouve pas la le lien entre le sulfate de cuivre et ensuite l'ion de calcium ?

Pia est piscicultrice et vient de recevoir un lot de truitelles qu’elle souhaite intégrer à son élevage. Elle doit d’abord les plonger dans une solution de sulfate de cuivre(II) pour éliminer les microparasites externes dont elles pourraient être porteuses.
Elle dispose d’une solution de sulfate de cuivre(II) de concentration inconnue. Or la concentration en masse de la solution à utiliser dépend du type de soin envisagé et de la qualité de l’eau du bassin utilisée.
Doc. 1 Posologie pour une eau à 14 °C
Pour une eau contenant de 20 à 50 mg d’ions calcium par litre d’eau :
– 250 mg · L–1 en bain éclair de moins d’une minute
– 50 mg · L–1 en bain de 10 minutes
Pour une eau contenant de 50 à 150 mg d’ions calcium par litre d’eau :
– 500 mg · L–1 en bain éclair de moins d’une minute
– 100 mg · L–1 en bain de 10 minutes
Dans tous les cas, la solution de sulfate de cuivre(II) est toxique à une concentration en masse supérieure à 0,14 mg · L–1 en bain permanent.
Doc. 2 Mesures réalisées
Pia dispose de mesures donnant l’absorbance de solutions de sulfate de cuivre(II) de concentrations connues :
Solution S1 S2 S3 S4
Concentration en masse (g · L–1) 1 5 10 15
Absorbance 0,08 0,39 0,79 1,2

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La mesure de l’absorbance de la solution de sulfate de cuivre disponible dans les mêmes conditions donne A = 0,95.
Doc. 3 Analyse de l’eau du bassin de la pisciculture
Ions magnésium 36 mg · L–1
Ions sulfate 306 mg · L–1
Ions calcium 143 mg · L–1
Ions nitrate 4,6 mg · L–1

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► Indiquer à Pia les différentes opérations qu’elle doit réaliser pour traiter ses truitelles en bain éclair dans un bassin de 5 L avant de les intégrer dans une eau à 14 °C.
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[Opabinia]

Bonjour,

Il faut dans un premier temps déterminer la concentration en sulfate de cuivre dans la solution-mère disponible.

Doc. 2 Mesures réalisées
Pia dispose de mesures donnant l’absorbance de solutions de sulfate de cuivre(II) de concentrations connues :
Solution S1 S2 S3 S4
Concentration en masse (g · L^–1) 1 5 10 15
Absorbance 0,08 0,39 0,79 1,2

La mesure de l’absorbance de la solution de sulfate de cuivre disponible dans les mêmes conditions donne A = 0,95.

L'absorbance (A) de la solution est proportionnelle à la concentration (c) du soluté responsable de la coloration (ici CuSO₄), soit:

A/c = A_k/c_k ;

et comme on dispose de quatre résultats d'étalonnage (k = 1, 2, 3, 4), on peut en déduire une bonne valeur moyenne par la relation

A/c = (A₁ + A₂ + A₃ + A₄)/(c₁ + c₂ + c₃ + c₄) ,

d'où le résultat: c = A(c₁ + c₂ + c₃ + c₄)/(A₁ + A₂ + A₃ + A₄) = 11.97 g/L .
Voilà déjà une étape de franchie.

[Kemiste]

Bonjour.

On a deux cas possibles selon la concentration en ions calcium. Dans un premier temps il faut déterminer dans quel cas on se trouve (doc 1 et doc 3).

Dans un deuxième temps il faut déterminer la concentration de la solution de sulfate de cuivre inconnue. Pour cela il faut tracer la courbe étalon (doc 2) et rapporter la valeur de l'absorbance de la solution inconnue pour avoir la concentration correspondante.

Dans un troisième temps il faut déterminer la quantité de solution inconnue à ajouter afin d'avoir les concentrations des deux bains.

[Kemiste]

Bonjour,

Il faut dans un premier temps déterminer la concentration en sulfate de cuivre dans la solution-mère disponible.



L'absorbance (A) de la solution est proportionnelle à la concentration (c) du soluté responsable de la coloration (ici CuSO₄), soit:

A/c = A_k/c_k ;

et comme on dispose de quatre résultats d'étalonnage (k = 1, 2, 3, 4), on peut en déduire une bonne valeur moyenne par la relation

A/c = (A₁ + A₂ + A₃ + A₄)/(c₁ + c₂ + c₃ + c₄) ,

d'où le résultat: c = A(c₁ + c₂ + c₃ + c₄)/(A₁ + A₂ + A₃ + A₄) = 11.97 g/L .
Voilà déjà une étape de franchie.

Merci de ne pas donner de réponses toutes faites aux exercices.

La méthode à faire dans ce cas est de d'abord tracer la courbe étalon afin de déterminer l'équation de la droite.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Opabinia]

Au fait, dans quelle classe se trouve le jeune en question ?

[invite48940eff]

Merci pour votre aide, mon fils est en seconde générale.
Je vous solliciterai encore si ça ne vous dérange pas ?

[invite48940eff]

Voici le travail que nous avons effectuer. pour rappel voici l énonce: Indiquer à Pia les différentes opérations qu’elle doit réaliser pour traiter ses truitelles en bain éclair dans un bassin de 5 L avant de les intégrer dans une eau à 14 °C.
Pourriez vous me dire vous rajouteriez quelque chose ou si il y a des trucs qui ne vont pas.
Pia doit calculer la concentration en masse de sa solution en fonction de l absorbance. J ai fait en graphique en fonction du doc 2 et j ai fait un petit produit en croix avec le tableau du doc 2.
solution: s1 s2 s3 sPIA s4
concentration en masse: 1 5 10 ? 15 10*0,95/0,79=12,02
absorbance: 0,08 0,39 0,79 0,95 1,2

L eau du bassin contient 36mg.L-1 donc la posologie pour une eau contenant entre 20 et 50 mg d ions calcium par L en bain eclair de moins d 1 minutes, l eau contiendra 250mg.L-1.
La solution de sulfate de cuivre est toxique si sa concentration en masse est supérieur a 0,14mg.L-1.
La concentration en masse que pia dispose est de 12g.L-1 ou 12 000mg.L-1.

12 000mg -> 1L
6 000mg -> 0,5L
1200mg -> 0,1L
120mg -> 0,01L
12mg -> 0,001L
1,2mg ->0,0001L
0,12mg -> 0,00001L
0,00001 est pour un litre donc fois 5 car son bassin est de 5L ce qui est égale a 0,00005L.
Dans un bassin de 5L, il ne faut pas dépasser 0,7mg de solution car 0,14*5=0,7 et 0,12*5=0,6 donc cela n est pas toxique.
Pia pour éliminer les parasites de ses poissons mais il faut quelle mette 0,00005L de solution de sulfate de cuivre dans son bassin de 5L.
Puis Pia pourra mettre les truitelles dan son bassin avec une eau a 14°C.

[Kemiste]

Pia doit calculer la concentration en masse de sa solution en fonction de l absorbance. J ai fait en graphique en fonction du doc 2 et j ai fait un petit produit en croix avec le tableau du doc 2.
solution: s1 s2 s3 sPIA s4
concentration en masse: 1 5 10 ? 15 10*0,95/0,79=12,02
absorbance: 0,08 0,39 0,79 0,95 1,2 .

Ici ce n'est pas un produit en croix qu'il faut faire mais déterminer l'équation de la droite qui donne la concentration en fonction de l'absorbance. Ici on est dans le cadre d'un exercice donc la droite doit être parfaite mais ce n'est pas toujours le cas. Il suffit qu'un point soit légèrement décalé pour induire une erreur si on ne regarde que cette valeur.

[invite48940eff]

Bonjour Kemiste,
Mon fils a tracé la droite sur papier millimétré et il en ressort visuellement que pour une absorbance de 0,95, la concentration en masse est de 12 g/L.
L'équation
A/Cm = (0,008+0,39+0,79+1,2)/(1+5+10+15)
A/Cm = (2,388)/(31)
A/Cm = 0,07703226
A de Pia = 0,95
Cm = 0,95 / 0,07703226
Cm = 12,3324955

[invite48940eff]

Correction:
A/Cm = (0,08+0,39+0,79+1,2)/(1+5+10+15)
A/Cm = (2,46)/(31)
A/Cm = 0,07935484
A de pia = 0,95
Cm = 0,95 / 0,07935484
Cm = 11,97

[Kemiste]

A/Cm = (0,008+0,39+0,79+1,2)/(1+5+10+15)
A/Cm = (2,388)/(31)

Ce n'est pas comme ça qu'il faut mesurer le coefficient directeur de la droite. Il faut prendre des points qui sont réélement sur la droite pas faire une moyenne des points qui ont permis de tracer cette droite (c'est une approximation sinon). Le plus simple est de tracer la courbe sur Excel. L'équation sera directement donnée.