Solutions et concentrations C6 C H A PI T R E
1- Définitions
1-1 Solution, solvant, soluté
a) solvant
:
substance le plus souvent liquide, qui a le pouvoir de dissoudre d'autres substances (ex: l'eau dissout le sucre)b) soluté : substance dissoute dans un solvant ( ex : le sucre est dissous dans l'eau) c) solution : ensemble solvant-soluté(s) (exemple : eau sucrée)
d) solution aqueuse : solution avec comme solvant l’eau
1-2 Concentration molaire
La concentration molaire d'une solution est la quantité de matière (= nombre de moles) de soluté que l'on a dissous pour obtenir un litre de solution.
nS : nombre de moles de soluté en mol
Vsolution : volume de la solution en L C =
solution S
V n C : concentration molaire en mol/L
1-3 Concentration massique
La concentration massique est la masse de soluté S dissoute par litre de solution. Elle est notée Cm : mS : masse du soluté en g
V : volume de la solution en L Cm =
solution S
V m Cm : concentration massique en g/L
On a la relation Cm = CM
1-4 Solubilité - Solution saturée
a) solubilité : quantité maximale de soluté que l’on peut dissoudre dans 1 L de solvant exemple : NaCl : 360 g/L d’eau
b) saturation
Si on dépasse la solubilité, la solution est saturée ; elle contient alors du solide non dissous.
Thierry CHAUVET Seconde Sciences Physiques au Lycée
2- Dissolution d’espèces chimiques
2-1 Solutions moléculaires
Ex : l’eau sucrée (La formule brute du sucre (saccharose) est: C12H22O11 (s) L’eau sépare les molécules C12H22O11 (s) C12H22O11(aq)
En solution, la concentration molaire d'un ion ou d'une molécule A est notée [A] : [C12H22O11(aq)] Exemple
Calculer la concentration massique, puis la concentration molaire du sucre dans une tasse de café de volume V = 50 mL, sachant qu'on a dissous un sucre de 5 g.
2-2 Solutions ioniques Ex : l’eau salée
L’eau sépare les ions : NaCl(s) Na+(aq) + Cl-(aq)
Exemple
Calculer la concentration molaire en ions sodium et en ions chlorure dans un volume V = 50 mL d’eau salée, sachant qu'on a dissous 5 g de sel.
2-3 Réalisation pratique
- on pèse avec précision la masse m de soluté - puis on fait descendre le soluté dans une fiole jaugée - la fiole jaugée est posée sur la table, on la remplie au 3/4 avec de l'eau distillée.On agite la fiole afin d'homogénéiser la solution
- puis on ajuste le niveau au trait de jauge à l'aide d'une pipette d'eau distillée3- Dilution d’une solution
3-1 Principe
Adjonction de solvant à une solution pour en diminuer la concentration : on passe de C1 à C2 < C1. On prélève un volume V1 d'une solution aqueuse de concentration C1
Pour diluer cette solution, il suffit d'ajouter de l'eau distillée jusqu'à l'obtention d'un volume final V2 > V1
La nouvelle solution obtenue a une concentration finale C2
Facteur de dilution : C’est le rapport des concentrations : f =
2 1
C C - la quantité initiale contenue dans le volume initial est n1 = C1 x V1
- la quantité finale contenue dans le volume final est n2 = C2 x V2
La dilution conserve le nombre de moles de soluté (Loi de Lavoisier)
Thierry CHAUVET Seconde Sciences Physiques au Lycée
On a donc : f =
2 1
C C =
1 2
V V
Volume final après la dilution = Volume initial avant la dilution x facteur de dilution 3-2 Exemple
Comment préparer 100 mL d’une solution à 1,00.10-2 mol/L à partir d’une solution à 1,00.10-1 mol/L.
f =
2 1
C C =
1 2
V
V = 10 ⇒ V
1 = 10
V2 = 10 mL de solution mère à prélever
3-3 Technique de la dilution:
On utilise deux instruments de précision: - la pipette jaugée - la fiole jaugée
- on prélève un volume initial V1 d'une solution aqueuse de concentration c1. La solution à prélever est aspirée à l'aide de la propipette jusqu'au trait de jauge - puis on fait descendre la solution, à l'aide de la propipette, dans une fiole jaugée - la fiole jaugée est posée sur la table, on la remplie au 3/4 avec de l'eau distillée.On agite la fiole afin d'homogénéiser la solution
- puis on ajuste le niveau au trait de jauge à l'aide d'une pipette d'eau distilléeThierry CHAUVET Seconde Sciences Physiques au Lycée
