Pourcentage en cuivre d'une pièce de monnaie
 

I. Objectifs

• Réaliser une échelle de teintes par dilutions.
• Utiliser une échelle de teintes pour déterminer la valeur approchée d'une concentration inconnue.
• Déterminer un pourcentage massique.

II. Matériel

• Erlenmeyer de 250mL.
• Fioles jaugées de 10mL et de 100mL.
• Fiole jaugée de 500mL.
• Pipette graduée de 10mL et pipeteur à crémaillère.
• 5 tubes à essai + porte tubes.
• Entonnoir
• Sulfate de cuivre(II) pentahydraté.
• Pièce de10 centimes
• Eau distillée
• Acide nitrique concentré.

III. Manipulations

Manipulation réalisée par le professeur sous la hotte:

• Peser une pièce de 10 centimes.
• Sous la hotte et muni de gants et de lunettes, placer cette pièce dans un erlenmeyer de 250mL et la recouvrir d'acide nitrique concentré. Attendre sa destruction complète.
• Transvaser le contenu de l'erlenmeyer dans une fiole jaugée de 500mL et compléter avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge. On notera S la solution obtenue.

Manipulation réalisée par les élèves:

• Peser 7,50g de sulfate de cuivre(II) pentahydraté et les placer dans une fiole jaugée de 100mL. Compléter avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge. La solution obtenue sera notée S_o.
• Préparer 10mL d'une solution S₁ en plaçant 1mL de S_o dans une fiole jaugée de 10mL et en complétant jusqu'au trait de jauge avec de l'eau distillée. Verser le contenu de la fiole dans un tube à essai.
• Préparer de même 10mL de solutions S₂, S₃, S₄ en plaçant respectivement 3mL, 6mL et 9mL de S_o dans la fiole jaugée de 10mL. Verser le contenu des trois solutions dans trois tubes à essai. On obtient ainsi quatre solutions de concentrations différentes qui constituent une échelle de teintes.
• Transvaser 10mL environ de la solution S dans un tube à essai.
• Déterminer le tube de l'échelle de teintes dont la couleur est la plus proche de celui contenant la solution S.

IV. Exploitation:

• Qu'est devenu le cuivre contenu dans la pièce de monnaie?
• Calculer la concentration C_o de la solution S_o.
• Calculer [Cu²⁺_(aq)] dans les tubes 1 à 4.
• En déduire [Cu²⁺_(aq)] dans la solution S.
• Déterminer la quantité de matière d'ions cuivre(II) issue de la pièce.
• Calculer la masse de cuivre contenue dans la pièce.
• En déduire le pourcentage massique du cuivre. Comparer à la valeur officielle: 92%.

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