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Expériences


   
Pour montrer les effets du sel de cuisine (NaCl) sur l'ébullition de l'eau nous réaliserons plusieurs expériences. En effet nous porterons à ébullition des solutions à des concentrations différentes.


    Pour réduire la marge d'erreur nous réaliserons deux fois toutes nos expériences. Nous ferons ensuite, la moyenne de chacune des acquisitions similaires pour construire avec ces valeurs des graphiques. (voir graphiques ci-dessous)

  •  Matériel :
- 8 béchers de 200mL en pyrex

- eau distillée
- sel
- 1 chauffage
- 2 sondes thermomètres
- 1 balance
- plusieurs agitateurs
- 1 éprouvette graduée (100mL)
- logiciel ExAO




  • Protocole :

- préparer les 8 solutions de concentration en sel différentes (0mol.L-1 ; 0,86mol.L-1 ; 1,71mol.L-1 ; 2,57mol.L-1 ; 3,42mol.L-1 ; 4,28mol.L-1 ; 5,13mol.L-1 ; 5,9mol.L-1 *) voir calculs ci-dessous.
- mélanger les solutions les plus concentrées à l'aide d'agitateurs afin que tout le sel se soient bien dissout
- préparer le logiciel ExAO
- mettre le chauffage à chauffer 2 minutes avant de démarrer
- vérifier que l'eau est à 20°C et lancer le logiciel ExAO
- mettre le bécher sur le chauffage et arrêter l'acquisition à 4,30min 

    Reproduire ce même protocole pour toutes les autres solutions.

    *Nous nous arrêterons à 5,9mol.L-1 car la solution est à cette concentration pratiquement saturée.

  • Conditions de l'expérience :
- Température: T° = 24°C
- Pression: P = 1013 hPa
  

  • Préparation des solutions :
    Afin de préparer les dilutions, effectuons quelques calculs pour connaitre la concentration massique et molaire de nos solutions.

Masse molaire du NaCl :





Formules :




Tableau de conversion : 





  • Résultats :
    Les points verts représentent le point d'ébullition des solutions (voir calculs dans "Explication"). Il est difficile d'apprécier visuellement le moment ou l'eau commence son ébullition, nous continuerons donc l'expérience jusqu'à 4,30 min.

    Nous pouvons voir que la température de l'eau (sans sel) n'atteint pas plus de 101°C comme nous l'avons vu lors de l'expérience témoin.




    Pour une concentration de 0,85 mol.L-1, soit 5 grammes de sel pour 100 mL d'eau distillée, la température de l'eau atteint  102°C.



    Pour une concentration de 1,71 mol.L-1, soit 10 grammes de sel pour 100 mL d'eau distillée, la température de l'eau atteint 103°C.




    Pour une concentration de 2,56 mol.L-1, soit 15 grammes de sel pour 100 mL d'eau distillée, la température de l'eau atteint 104°C.




    Pour une concentration de 3,42 mol.L-1, soit 20 grammes de sel pour 100 mL d'eau distillée, la température de l'eau atteint 105°C.




    Pour une concentration de 4,27 mol.L-1, soit 25 grammes de sel pour 100 mL d'eau distillée, la température de l'eau atteint 106°C.




     Pour une concentration de 5,13 mol.L-1, soit 30 grammes de sel pour 100 mL d'eau distillée, la température de l'eau atteint 107°C.




    Pour une concentration de 5,98 mol.L-1, soit 35 grammes de sel pour 100 mL d'eau distillée, la température de l'eau atteint 108°C.


  • Remarque :
    Nos résultats sont approximatifs car la concentration en sel n'est pas la même tout au long de l'expérience puisque l'eau s'évapore pendant l'ébullition.
Mais les concentrations restent dans le même ordre de grandeur.



  • Observations :
  

    A partir de nos expériences, nous avons réalisé un graphique en notant la température des différentes solutions, à 4,30 min.






    Ce graphique nous montre bien que plus la solution est concentrée en sel plus la température relevée à 4,30 min est élevée.

    En effet, pour des conditions d'expérience normale (pression atmosphérique: 1013 hPa et température extérieure: 24°C) l'eau pure est censée bouillir aux alentours de 100°C, de plus cette température reste constante.

    Or, lorsque nous ajoutons du sel, nous constatons que la température de la solution atteint une valeur supérieure à 100°C.

    Nous nous apercevons aussi que les points verts (point d'ébullition) se situent au delà de 100°C lorsque la courbe ralentit. De plus nous constatons que après le point vert la température continue d'augmenter très légèrement.

  • Conclusion :
    Nous en concluons que lorsque nous rajoutons du sel dans de l'eau, la température d'ébullition augmente en fonction de la quantité de sel et que la température de la solution ne reste pas constante au-delà du point d'ébullition.