Détermination du pourcentage massique en cuivre dans une pièce de monnaie
Toutes les pièces d'euros contiennent du cuivre dans des proportions différentes. Les pièces de 10, 20 et 50 centimes d'euros contiennent, en particuliers 89 % de cuivre. L'objectif de ce T.P est de vérifier, par spectrophotométrie ce pourcentage.
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Matériel et solutions
A votre paillasse : Une balance ; un spectrophotomètre ; une burette ; des tubes à essais ; une coupelle plastique ; des fioles de 25 et 100 mL ; une pissette d’eau distillée.
Au bureau : une pièce de 10 centimes d’euros ; une éprouvette de 50 mL ; de l’acide nitrique concentrée (H3O+ + NO3-) ; une fiole jaugée de 500,0 mL ; du sulfate de cuivre CuSO4 solide.
I. Attaque du cuivre contenu dans la pièce par l'acide nitrique
On pèse une pièce de 10 centimes d'euros : m=……………
Sous la hotte, dans un bécher, on place la pièce de 10 centimes d'euros et on ajoute 30,0 mL d'acide nitrique. On observe un dégagement roux toxique, la solution prend une teinte bleue très foncée.
Une fois le dégagement gazeux terminé, on verse le contenu du bécher dans une fiole jaugée de 1 L et on complète jusqu'au trait de jauge. Soit S la solution ainsi préparée de concentration c en sulfate de cuivre.
II. Préparation de la solution mère de sulfate de cuivre
Préparer 100 mL d’une solution S0 de sulfate de cuivre en dissolvant 3,75g de cristaux. Indiquer le protocole expérimental sur le compte rendu puis calculer la concentration c0 en mol.L-1 en soluté.
Remarque : le sulfate de cuivre est pentahydraté, sa formule chimique est donc CuSO4,5 H2O
III. Préparation de l'échelle des teintes
A l'aide de la solution de sulfate de cuivre, préparer l'échelle de teinte suivante : (placer la solution fille dans un tube à essai numéroté) . Compléter le tableau :
N° du tube |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Volume de solution mère (mL) |
3 |
6 |
9 |
12 |
15 |
Volume de la solution fille (mL) |
25 |
25 |
25 |
25 |
25 |
Concentration (mol.L-1) |
IV. Réalisation d'une courbe d'étalonnage
Concentration (mol.L-1) |
c1= |
c2= |
c3= |
c4= |
c5= |
c0= |
c= ? |
Absorbance |
V. Pourcentage en cuivre dans la pièce
MATERIEL
Elèves :
au bureau :
Remarque : bien agiter la solution obtenue lors de l'attaque de la pièce de monnaie par l'acide nitrique afin d'évacuer tout le dioxyde d'azote dissous en solution (sinon la solution après dilution est verte au lieu d'être bleu).
Bénédicte COLLIAU et Tony BOIVIN
Professeurs de sciences-physiques
Lycée Augustin Thierry 41000 Blois
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