Le liquide sirupeux qui coule au fond

Exercice d'entraînement · niveau 2 · chimie (seconde), chapitre 1 — Identification des Espèces Chimiques · Grandeurs physiques caractéristiques

Énoncé

On dispose d'un liquide incolore et sirupeux. On tare une éprouvette graduée sur une balance, on y verse $V = 40, 0 mL$ de ce liquide et on lit $m = 50, 4 g$ .<div class="overflow-x-auto my-6"><table style="border-collapse:collapse;width:100%" class="text-xs"><tr style="border-top:1.5px solid #2E2C26;border-bottom:1.5px solid #2E2C26"><th style="text-align:left;padding:8px 12px;font-weight:700;font-size:11px;letter-spacing:.04em;text-transform:uppercase;color:#6B6557">Espèce</th><th style="text-align:center;padding:8px 12px;font-weight:700;font-size:11px;letter-spacing:.04em;text-transform:uppercase;color:#6B6557"> $θ_{fus}$ ( $^{\circ} C$ )</th><th style="text-align:center;padding:8px 12px;font-weight:700;font-size:11px;letter-spacing:.04em;text-transform:uppercase;color:#6B6557"> $θ_{eb}$ ( $^{\circ} C$ )</th><th style="text-align:center;padding:8px 12px;font-weight:700;font-size:11px;letter-spacing:.04em;text-transform:uppercase;color:#6B6557">Masse volumique ( $g/mL$ )</th></tr><tr><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">Cyclohexane</td><td style="text-align:center;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"> $7$ </td><td style="text-align:center;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"> $81$ </td><td style="text-align:center;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"> $0, 78$ </td></tr><tr><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">Éthanol</td><td style="text-align:center;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"> $- 114$ </td><td style="text-align:center;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"> $78$ </td><td style="text-align:center;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"> $0, 79$ </td></tr><tr><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">Acétone</td><td style="text-align:center;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"> $- 95$ </td><td style="text-align:center;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"> $56$ </td><td style="text-align:center;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"> $0, 79$ </td></tr><tr><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">Eau</td><td style="text-align:center;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"> $0$ </td><td style="text-align:center;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"> $100$ </td><td style="text-align:center;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"> $1, 00$ </td></tr><tr><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">Glycérol</td><td style="text-align:center;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"> $18$ </td><td style="text-align:center;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"> $290$ </td><td style="text-align:center;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"> $1, 26$ </td></tr><tr style="border-bottom:1.5px solid #2E2C26"><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">Tétrachlorométhane</td><td style="text-align:center;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"> $- 23$ </td><td style="text-align:center;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"> $77$ </td><td style="text-align:center;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"> $1, 59$ </td></tr></table></div>1. Calculer la masse volumique $ρ$ du liquide en $g/mL$ .<br> 2. En déduire sa densité, sachant que la masse volumique de l'eau vaut $1, 00 g/mL$ .<br> 3. Proposer une identification à l'aide du tableau.<br> 4. Versé dans un tube contenant de l'eau, ce liquide n'y est pas miscible. Se place-t-il au-dessus ou au-dessous de l'eau ? Justifier.

Corrigé

1. La masse volumique. $ρ = \frac{m}{V} = \frac{50 , 4}{40 , 0} = 1, 26 g/mL .$

2. La densité. C'est le rapport de cette masse volumique à celle de l'eau : $d = \frac{1 , 26}{1 , 00} = 1, 26,$ un nombre sans unité, puisque c'est un quotient de deux grandeurs de même nature.

3. L'identification. Une seule espèce du tableau a cette masse volumique : le glycérol ( $1, 26 g/mL$ ). L'aspect sirupeux est cohérent. Pour être certain, on mesurerait une seconde grandeur caractéristique, par exemple la température de fusion, attendue à $18^{\circ} C$ .

4. Au-dessous. Comme $d = 1, 26 > 1$ , le liquide est plus dense que l'eau : il forme la phase inférieure et l'eau surnage. Cela ne dépend pas du volume prélevé, la masse volumique étant une propriété de l'espèce et non de l'échantillon.

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