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Physique-Chimie

Chimie

Méthode de suivi d'un titrage

Dans ce cours, nous parlons de l'or égal ou l'or royal, qui est utilisé par les bijoutiers pour tester la pureté des bijoux en or. Pour cela, un bijoutier utilise de l'acide 18 carats et une pierre de touche. Il gratte le bijou sur la pierre, puis dépose une goutte d'acide sur le dépôt jaunâtre. Si le dépôt reste intact, cela signifie que le bijou est en or 18 carats. S'il disparaît, le bijou est plaqué or, et s'il rougit, le bijou est d'un or moins pur, comme le 14 carats.

Ensuite, nous parlons de la composition d'un flacon de 20 mL d'acide 18 carats. Le flacon contient 15 mL d'acide chlorhydrique et 5 mL d'acide nitrique à 60%. Nous utilisons la densité de chaque solution pour déterminer la masse d'acide nitrique et d'acide chlorhydrique dans le flacon. Finalement, nous trouvons une masse d'acide chlorhydrique de 7,12 g et une masse d'acide nitrique de 4,11 g.

Enfin, nous déterminons la concentration en ion oxonium de cette solution. Les acides chlorhydrique et nitrique sont totalement dissociés dans l'eau, nous les écrivons donc comme H3O+ et Cl-. En utilisant la quantité de matière des acides, nous trouvons que la solution contient 0,2 mol d'ion oxonium provenant de l'acide chlorhydrique et 0,065 mol d'ion oxonium provenant de l'acide nitrique. En faisant la somme, nous obtenons une concentration de 0,265 mol d'ion oxonium dans la solution globale, ce qui correspond à une concentration de 13,3 mol par litre.

En conclusion, ce cours explique comment tester la pureté d'un bijou en or à l'aide d'acide 18 carats et d'une pierre de touche. Il donne également des informations sur la composition d'un flacon d'acide 18 carats et la concentration en ion oxonium de cette solution.

Bonjour à tous, c'est Mathias de Studio. Après l'apiculteur, l'agriculteur, c'est le bijoutier qui vient toquer à la porte du chimiste pour un problème de pureté d'un bijou. On vous présente l'or égal ou l'or royal qui est un mélange d'acide nitrique et d'acide chlorhydrique utilisé pour dissoudre les métaux nobles comme l'or et le platine. Il est notamment utilisé par les orfèvres. Pour tester la pureté d'un bijou en or, un bijoutier utilise de l'acide 18 carats et une pierre de touche. Le principe étant de gratter le bijou sur la pierre puis de déposer une goutte de l'acide sur le dépôt jaunâtre. Si le bijou est en or 18 carats, c'est-à-dire constitué à 75% d'or, le dépôt reste intact. S'il disparaît, c'est que le bijou est plaqué or. Et si le dépôt rougit, c'est que le bijou est d'un or, mais moins pur, comme 14 carats par exemple. L'or égal est composé de 3 volumes d'eau d'acide chlorhydrique pour un volume d'acide nitrique de même concentration en quantité de matière. L'acide nitrique, finalement, est un composé liquide de formule HNO3, souvent utilisé dilué en solution aqueuse. L'acide chlorhydrique est une solution aqueuse de chlorhydrogène HCl, et on considère que les deux acides sont totalement dissociés en solution aqueuse. Alors ça, c'est un vrai énoncé de chimie, bien, bien dense en informations. On nous bombarde dans tous les sens. Alors, le plus important, c'est de rester concentré au bout de ces longues secondes de lecture pour repérer les informations très importantes qui sont distillées au fur et à mesure. Ça fait partie de l'exercice. Première question, déterminer la composition en masse d'un flacon de 20 mL d'acide 18 carats, dont la densité est de 1,3, sachant qu'il a été réalisé avec un acide nitrique à 60%. Alors c'est 60%, mais en masse, alors qu'on nous dit que les solutions sont de même concentration, mais en quantité de matière. On va avoir un changement d'unité à ce niveau-là. Donc, pour déterminer la composition de masse, ce que je conseille, c'est de considérer le flacon en lui-même. Dans ce flacon de 20 mL, on trouve 15 mL de solutions d'acide chlorhydrique et 5 mL de solutions d'acide nitrique à 60%. Alors, pour déterminer la masse d'acide nitrique qui sont contenues dans le flacon, on peut utiliser directement le titre massique. La densité d'une solution d'acide nitrique à 60%, d'après les données, c'est 1,37. On le repère dans le tableau juste ici, à ce niveau-là. Et maintenant, on va se servir de la densité. Dans les 5 mL de solutions d'acide nitrique à 60%, il y a 0,6 fois le volume de la solution, 5 mL, fois la masse volumique, c'est-à-dire 4,11 g d'acide nitrique. Maintenant, on aimerait déterminer la concentration, enfin, la masse d'acide chlorhydrique dans les 15 mL de solutions de l'autre solution, qui est de même concentration, mais mollaire. Donc, il faut déterminer la masse mollaire commune. Alors, pour la concentration de l'acide, du côté nitrique, c'est la quantité de matière d'acide nitrique sur le volume de la solution considérée ici à 5 mL. Donc, c'est la masse d'acide nitrique divisée par la masse mollaire de l'acide nitrique fois le volume de la solution. Finalement, l'application numérique nous donne que la concentration de l'acide, c'est égal à 13 mol par litre, c'est la concentration qui est commune aux deux solutions. Donc, finalement, si on passe du côté chlorhydrique, la masse d'acide chlorhydrique, c'est la concentration en acide commune fois la masse mollaire fois le volume de la solution ici de 15 mL. Donc, au final, on trouve une masse d'acide chlorhydrique de 7,12 g. Conclusion, dans ce flacon de 20 mL, on trouve 7,12 g d'acide chlorhydrique et 4,11 g d'acide nitrique. Et puis, deuxième question, déterminer la concentration en mol par litre en ion oxonium de cette solution. Eh bien, l'énoncé dit clairement, les deux acides sont totalement dissociés dans l'eau. Donc, on écrit bien sûr leur équation de dissolution dans l'eau. HCl plus H2O, c'est H3O+, plus Cl-. Donc ici, on fait intervenir directement H3O+. Donc, la quantité de matière en HCl apportée est égale strictement à la quantité de matière en H3O+, apportée par HCl. Donc, c'est la masse en HCl sur la masse monaire de HCl. Donc, l'acide chlorhydrique apporte 0,2 mol d'ion oxonium. Ensuite, on fait pareil pour l'autre équation. HNO3 plus H2O. Et cette fois, l'acide nitrique apporte de son côté 0,065 mol d'ion oxonium. On retrouve donc, en faisant la somme, 0,265 mol d'ion oxonium dans la solution globale, et on divise par le volume de 20 mL pour obtenir que leur concentration dans la solution globale, c'est 13,3 mol par litre. Et oui, car il y a un facteur 1 dans les deux cas, donc c'est normal qu'on trouve la même concentration que celle commune, celle monaire commune. Voilà, c'est la fin de cet exercice pas simple à appréhender, qui mélange des grandeurs qu'on n'aime pas trop, les densités massifiques, les densités molaires. Il faut ne pas se perdre, bien poser. L'astuce, c'est de poser un échantillon précis, un grammage ou bien un volume particulier, et puis on raisonne à partir de là un peu plus facilement. Merci beaucoup d'avoir suivi cette vidéo, et je vous dis à bientôt !

Pureté d'un bijou en or

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