Les élèves sont divisés en groupes qui mesureront la solubilité du KCl à une température différente de préférence choisie entre 20 et 80°C. Les résultats seront réunis et chaque élève réalisera un graphique reprenant l'ensemble des valeurs.
Principe de la manipulation
On détermine la solubilité du KCl à une température donnée par pesée d'une quantité quelconque de solution saturée à cette température et pesée du KCl dissous, obtenu après évaporation de l'eau. On peut ainsi déterminer la masse de KCl dissous par 100 g d'eau à cette température.
Matériel et produits
Réaliser le montage suivant en utilisant un statif, un anneau, une toile métallique, deux noix et deux pinces, un bécher de 600 ml, une éprouvette de 20 ml, un thermomètre glissé dans un bouchon, un agitateur, un bunsen et un bécher de 100 ml.
KCl, eau distillée
Mode opératoire
Préparer un bain-marie en plaçant le bécher de 600 ml rempli aux deux tiers d'eau sur la toile métallique, fixer le thermomètre et faire chauffer jusqu'à atteindre la température choisie.
Peser le bécher de 100 ml.
Introduire une cuillère de KCl dans l'éprouvette contenant environ 15 ml d'eau distillée et remuer énergiquement pour dissoudre le KCl ( il doit rester un excès de solide). Fixer l'éprouvette dans le bain-marie. Introduire le thermomètre dans l'éprouvette. Lorsque la température choisie est atteinte, éteindre le bec bunsen.
Lorsque la température de la solution saturée dans le tube est stabilisée et qu'il reste un excès de KCl non dissous, noter soigneusement la température et verser immédiatement et prudemment environ la moitié de la solution saturée (sans entraîner de solide) dans le bécher de 100 ml et peser l'ensemble: on en déduit la masse de la solution de solution saturée.
Evaporer à sec la solution et peser le bécher contenant le résidu solide: on en déduit la masse de solide dissous à la température choisie et la masse d'eau évaporée.
Calculer ensuite la solubilité S en utilisant la formule :
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| S = ------------------------ |
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Rassembler dans un tableau les résultats obtenus pour différentes températures et réaliser le graphique de la solubilité de KCl en fonction de la température. Comparer ensuite le graphique obtenu avec la droite obtenue en portant en graphique les valeurs suivantes de la solubilité du KCl.
| T°C | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
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S g/100 g |
27,6 | 31 | 34 | 37 | 40 | 42,6 | 45,5 | 48,3 | 51,1 | 54 | 56,7 |
Exploitation
le graphique réalisé à partir des résultats des élèves est en général assez différent du précédent et ressemblerait plutôt à la courbe série 2 de celui-ci :
Il est en général fructueux de réfléchir alors ensemble aux causes probables d'erreur de manipulation et d'établir une liste des erreurs amenant un résultat par défaut ou par excès.
Ayant compris les écueils à éviter, les élèves désirent en général refaire la manipulation pour obtenir de meilleurs résultats.