SOS physique-chimie

Bonjour, bonsoir,
Pour lundi j'ai un DM de sciences-physique, j'ai pas tout réussi, et j'ai donc grandement besoin de votre aide. :/
Je vous remercie d'avance pour votre aide.
Je souhaiterai être corrigé dans ce que j'ai fait.
Merci d'avance pour vos réponses et vos explications.

Situation problème:

Pour remplir son bidon de 0,60 L, un cycliste se fabrique sa propre boisson énergétique. Il prévoit ainsi de compenser ses pertes en eau et en sels minéraux par sa sueur et ses pertes en sucre au sein de ses mucles.
Il suit la recette suivante:
"Mettre dans le bidon le jus de 2 citrons pressés (150 mL), une pincée (1,0 g) de chlorure de sodium NaCl et 3 cuillerées (15 mL) de sirop de fructose C6H12O6 de concentration molaire 1,0 mol.L-1. Compléter le bidon avec de l'eau et bien agiter."

Données: masses molaires atomiques

M(H) = 1,0 g.mol-1 ; M(C) = 12 g.mol-1 ; M(O) = 16 g.mol-1 ; M(Na) = 23 g.mol-1 ; M(Cl) = 35,5 g.mol-1

Travail demandé:

1.Déterminer la concentration molaire en chlorure de sodium dans le bidon.
2. Déterminer la concentration molaire en fructose dans le bidon.
3. La masse volumique du jus de citron est ρ = 1,1 g.mL-1.
Calculer la masse du jus des 2citrons pressés dont le volume est de 150 mL.
4. Les citrons sont utilisés pour le goûts et pour l'apport en vitamine C de formule C6H12O6 . Le pourcentage massique de celle-ci dans le jus de citron y est de 0,055%, c'est-à-dire que 0,055% de la masse du jus de citron est constitué de vitamine C.
Quelle est la masse de vitamine Ccontenue dans les 150mL de jus de citron ?
5. En déduire les concentrations massique et molaire en vitamine C de la boisson obtenue.
6. La boisson n'étant pas assez sucrée, 3,0g de fructose sont ajoutés. Déterminer les concentrations molaires des composants de cette nouvelle boisson (en chlorure de sodium, fructose et vitamine C), dont le volume n'a quasiment pas changé.
7. Sa recette lui semblant satisfaite, le cycliste veut préparer la boisson pour l'ensemble des coureurs de son équipe. Pour simplifier, il prend de la vitamine C en poudre. Déterminer les masses de chlorure de sodium et de vitamine C ainsi que le volume de sirop de fructose à utiliser pour fabriquer 50 litres de sa solution.


Ce que j'ai fait :

1. ?

2. Concentration mère :
Cm = 1 mol/L
Vm = 15 mL = 0,015 L
Concentration fille :
Cf = ?
Vf = 0,6L

On sait que n mère = n fille alors Cm*Vm = Cf=Vf donc 1*0,015 = Cf * 0,6
Donc Cf = 1*0,015 / 0,6
Cf = 0,025
La concentration molaire en fructose dans le bidon est de 0,025 mol pour 0,6 L

3. V= 150m3  ρ = 1,1 g.mL-1 »
p = m/V
Donc 1,1 = m/0,015
m =220/3
4)D'après la masse volumique, on sait que 1L de jus de citron a une masse de 1100g.
D'après le pourcentage, 0,055% de cette masse correpond à la vitamine C.
Donc m(vitC) = 0,055 * 1100 = 6,05 g de vitamine C dans 1L de jus de citron.

Alors dans 150mL, soit dans 0,015L, il y a (6*0,015)/1 = 0,09g

La masse de vitamines c est de 0,09 g.



5. Concentration massique → Cm = m/v
D'après la question 4, on sait que pour la boisson obtenue, m = 0,09g et V = 0,015L
Donc Cm = 0,09/0,015 = 6 g.L-1

Concentration molaire → C= Cm/ M
On sait que Cm = 6g.L-1 et que M = C6H12O6 =149,5 g.mol-1
Donc C = 6/149,5 = 4 /97 mol.-1

6. ?
7. ?

Bonjour.
Pour la question 1 on vous demande la concentration molaire en chlorure de sodium. Le sportif a dissous 1 g de chlorure de sodium dans les O,6 L que contient le bidon.
Premièrement calculer la quantité de matière de chlorure de sodium contenue dans 1 g.
Ensuite calculer la concentration molaire correspondante.
Pour la question 2
Une petite erreur de saisie

Cm*Vm = Cf=Vf

.
Vos calcul sont correcte votre conclusion est erronée.
I ln'y a pas

0,025 mol pour 0,6 L

mais par contre la concentration molaire en fructose est de 0,025 mol/L.
Pour la question 3
Attention à l'erreur de saisie

V= 150m3»

. Il s'agit de V = 150 mL (ou 150 cm^3).
Vous avez bien écrit la relation de définition de la masse volumique \(\rho =\frac { m }{ V }\) mais pensez à préciser les unités.
Mais je ne comprends pas la suite

1,1 = m/0,015

il ne s'agirait pas plutôt de \(1,1=\frac { m }{ 0,150 }\) ?
Le résultat proposé est faux et de plus an sciences physiques on ne présente jamais un résultat sous forme de fraction et encore moins sans lui adjoindre les unités.
Pour la question 4
Première remarque l'information

vitamine C de formule C6H12O6

est fausse il s'agit en fait de C6H8O6.
Donc vous avez compris la signification du pourcentage massique (0,055%)
Cependant je ne comprends pas votre calcul

m(vitC) = 0,055 * 1100 = 6,05 g de vitamine C dans 1L de jus de citron

D'ou vient 1100 (g je suppose qu'il s'agit de la masse de 1 L de jus de citron) le lecteur doit-il le deviner ? De plus pourquoi 1 L alors que lee pressage des trois citrons n'a donné que 150 mL (0,150 L) ?
Cette prise en compte vous aurez évité le produit en croix pour obtenir la masse de vita C contenue dans 150 mL .
Mais attention à la conversion V = 150 mL = 0,150 L et pas 0,015 L ce volume correspond à 15 mL.
Pour la question 5
Vous avez rappelez la relation de définition de la concentration massique

Cm = m/v

il faut quand même préciser les unités.
Vous aviez déjà calculé la concentration massique.
La relation de définition de la concentration molaire est correcte

C= Cm/ M

.
par contre la masse molaire est fausse (formule de la vita C C6H8O6).
Pour la question 6
Le volume n'ayant pas changé, seule la concentration du fructose est changé.
Commencez par déterminer la quantité de matière de fructose contenue dans le bidon de 0,6 L (Je suppose que vous connaissez la relation de définition de la concentration molaire d'un soluté ? \(n\quad =\quad C\times V\).
Déterminer ensuite la quantité de matière de fructose correspondant au 3 grammes ajoutés. (La formule du fructose est bien C6H1206).
EN déduire la quantité de matière totale en fructose et ensuite la concentration molaire.
Pour la question7
Vous avez la masse de chlorure de sodium de fructose et de vita C pour 0,6 L un produit en croix vous donne les masses à dissoudre dans 50 L

Déjà un grand merci pour avoir prit le temps de répondre. :)

1) D'après mon cours, n = m/M
Mais je connais juste m=1g et 0,6L
Mais comment calculer si je ne connais pas M ?

2) Je comprends. :)

3) Je savais déjà d'avance que mon résultat était faux, du coup je n'ai pas mit d'unité. Mais j'ai recommencé, si p=m/V alors m = p*V. Donc m = 1,1*150 ? (Il faut pas convertir vu que c'est 1,1g par mL ?) m=165g ?

4) Si j'applique mjus*0.055 / 100 alors c'est 9,075g ?

Mais quelle est la formule brute du chlorure de sodium ?
Ne serait-ce pas NaCl ?
Donc calcul de M possible.
Réponse 3 OK
Réponse 4 il y a d'après l'énoncé 0,055 % en masse de vita C dans 165 g de jus de citron (c-à-d dans les 150 mL).
Donc la masse de vita C s'obtient en faisant ce que vous avez écrit.
Mais votre résultat est faux : \(\frac { 0,055\times 165 }{ 100 }\) ne donne pas 9,075 g mais plutôt 0,09075 soit 0,091 g ou 91 mg.

1. m=1g et M(NaCl) donc M =23+35,5 =58,5 g

Calcul de la quantité de matière :
n = m/M
n = 1/58,5 = 2/117 mol

Calcul

C = n/V
Donc C = (2/117)/ 0,6 = 10/351 ≈ 0,0285mol.L-1

La concentration molaire en chlorure de sodium dans le bidon est d'environ 0,0285 mol.L-1.

Est-ce cela ?

Pour les autres questions, j'ai préféré prendre les valeurs exactes donc :

4.
On sait 0,055% (0,055/100) de la masse du jus ce citron est constitué de vitamine C.
Donc mjus0.055 / 100

Dans la question 3, nous avons vu que la masse des 2 citrons pressés est de 165g pour 150mL.
mjus=165g

Alors 165*(0.055 / 100 )= 0,09075g

La masse de vitamine C contenue dans les 150mL de jus de citron est de 0,09075g.
_________________________________________________________________
5.
V=0,6L et m=0,09075g

Concentration massique → Cm=m/V
Cm = 0,09075/0,6 = 0,15125 g.L-1

La concentration massique en vitamine C de la boisson obtenue est de 0,15125 g.L-1 .

M = C6H8O6 = 6*12+8*1+6*16= 176 g.mol-1 et Cm = 0,15125 g.L-1
Concentration molaire → C=Cm/M
C = 0,15125 /172 =8,59375*10^-4 mol.L-1

Fallait pas faire avec V=0,6L ?

6 .M = C6H8O6 = 6*12+8*1+6*16= 176 g.mol-1 et m=3g

Calcul de la quantité de matière n ajouté : n=m/M donc n= 3/176

Calcul de la concentration molaire de cette nouvelle boisson en fructose :
C=n/V = (3/76)/0,6 ≈ 0,0284 mol.L-1

La concentration molaire de cette nouvelle boisson en fructose est d'environ 0,0284 mol.L-1.

Calcul de la concentration molaire de cette nouvelle boisson en chlorure de sodium :
m=1g et M(NaCl) donc M =23+35,5 =58,5 g

Calcul de la quantité de matière :
n = m/M
n = 1/58,5 = 2/117 mol

Calcul

C = n/V
Donc C = (2/117)/ 0,6 = 10/351 ≈ 0,0285mol.L-1

La concentration molaire en chlorure de sodium dans le bidon est d'environ 0,0285 mol.L-1.
Calcul de la concentration molaire de cette nouvelle boisson en vitamine C :
Concentration molaire → C=Cm/M
C = 0,15125 /172 =8,59375*10^-4 mol.L-1

Mais y avait juste un calcul à faire non ? Avec le fructose ? Les autres fallaient justre remettre ?

7) Chlorure de sodium :
1g --> 0,6
xg --> 50L
Donc pour 50L : m=50/0,6 = 250/3 ≈ 83,33g

Vitamine C
0,09075g--> 150mL =0,150 L
xg --> 50L
Donc pour 50L= m =(0,09075*50)/0,150 = 30,25g

Volume : V= C*n, je suis perdue.

1. m=1g et M(NaCl) donc M =23+35,5 =58,5 g

Calcul de la quantité de matière :
n = m/M
n = 1/58,5 = 2/117 mol

Calcul

C = n/V
Donc C = (2/117)/ 0,6 = 10/351 ≈ 0,0285mol.L-1

La concentration molaire en chlorure de sodium dans le bidon est d'environ 0,0285 mol.L-1.

Est-ce cela ?

Pour les autres questions, j'ai préféré prendre les valeurs exactes donc :

4.
On sait 0,055% (0,055/100) de la masse du jus ce citron est constitué de vitamine C.
Donc mjus0.055 / 100

Dans la question 3, nous avons vu que la masse des 2 citrons pressés est de 165g pour 150mL.
mjus=165g

Alors 165*(0.055 / 100 )= 0,09075g

La masse de vitamine C contenue dans les 150mL de jus de citron est de 0,09075g.
_________________________________________________________________
5.
V=0,6L et m=0,09075g

Concentration massique → Cm=m/V
Cm = 0,09075/0,6 = 0,15125 g.L-1

La concentration massique en vitamine C de la boisson obtenue est de 0,15125 g.L-1 .

M = C6H8O6 = 6*12+8*1+6*16= 176 g.mol-1 et Cm = 0,15125 g.L-1
Concentration molaire → C=Cm/M
C = 0,15125 /172 =8,59375*10^-4 mol.L-1

Fallait pas faire avec V=0,6L ?

6 .M = C6H8O6 = 6*12+8*1+6*16= 176 g.mol-1 et m=3g

Calcul de la quantité de matière n ajouté : n=m/M donc n= 3/176

Calcul de la concentration molaire de cette nouvelle boisson en fructose :
C=n/V = (3/76)/0,6 ≈ 0,0284 mol.L-1

La concentration molaire de cette nouvelle boisson en fructose est d'environ 0,0284 mol.L-1.

Calcul de la concentration molaire de cette nouvelle boisson en chlorure de sodium :
m=1g et M(NaCl) donc M =23+35,5 =58,5 g

Calcul de la quantité de matière :
n = m/M
n = 1/58,5 = 2/117 mol

Calcul

C = n/V
Donc C = (2/117)/ 0,6 = 10/351 ≈ 0,0285mol.L-1

La concentration molaire en chlorure de sodium dans le bidon est d'environ 0,0285 mol.L-1.
Calcul de la concentration molaire de cette nouvelle boisson en vitamine C :
Concentration molaire → C=Cm/M
C = 0,15125 /172 =8,59375*10^-4 mol.L-1

Mais y avait juste un calcul à faire non ? Avec le fructose ? Les autres fallaient justre remettre ?

7) Chlorure de sodium :
1g --> 0,6
xg --> 50L
Donc pour 50L : m=50/0,6 = 250/3 ≈ 83,33g

Vitamine C
0,09075g--> 150mL =0,150 L
xg --> 50L
Donc pour 50L= m =(0,09075*50)/0,150 = 30,25g

Volume : V= C*n, je suis perdue.

Tout cela me semble correct.
Evitez d'écrire un résultat sous cette forme

n = 1/58,5 = 2/117 mol

. Que vous utilisiez la valeur que vous dites exacte pour les calculs me peut être une bonne chose, mais une résultat ne doit jamais être présenté de cette façon, il y a tellement de sources d'incertitudes dans les mesures que l'on peut prétendre à un résultat exact : incertitude sur la mesure de la masse est-on sur de la mesure de 1 g ? ; sur le volume est-ce bien exactement 0,6 L ?.
Donc retenez que vous ne devez jamais écrire un résultat sous forme fractionnaire.
A la réponse 5 vous vous posez la question :

Fallait pas faire avec V=0,6L ?

Mais vous avez bien tenue compte de ce volume de 0,6 L dans le calcul de la concentration massique

Concentration massique → Cm=m/V
Cm = 0,09075/0,6 = 0,15125 g.L-1

Ensuite en divisant par la masse molaire M vous obtenez la concentration molaire.

Mais y avait juste un calcul à faire non ? Avec le fructose ? Les autres fallaient justre remettre ?

Effectivement.

Volume : V= C*n, je suis perdue.

. Enfin pour le volume de fructose il a utiliser 15 mL de sirop de fructose pour un volume de 0,6 L donc combien doit-il en utiliser pour le bidon de 50 L ?

6) Oui j'ai tout changé du coup mais il fallait bien calculer avec V=0,6L ? ^^
7) (0,015*50)/0,6 =1,25L ?

Tout cela me parait correct.
Lorsque vous rédigerez votre DM pensez à présenter vos calculs, c'est-à-dire que vous devez éviter d'écrire un calcul sans préciser ce dont il s'agit.
Une petite phrase comme par exemple : la concentration en fructose de la solution doit rester la même donc la quantité de fructose est proportionnelle au volume de la solution.
Mais vous avez bien travaillé.

Un énorme merci pour votre aide et vos conseils !