2.1.02 - Composition des solutions aqueuses Cartes

Définition

Concentration en masse

ou

Concentration massique

Masse de soluté contenue dans un volume de référence de solution.

Définition

Concentration en quantité de matière

ou

Concentration molaire

Quantité de matière du soluté contenue dans un volume de référence de solution.

Définition

Courbe d'étalonnage

Courbe reliant la concentration à une grandeur physique mesurable.

Définition

Diluer

Ajouter du solvant sans ajouter de soluté.

Définition

Dissoudre

Disperser un soluté dans un solvant.

Définition

Échelle de teintes

Série de couleurs dégradées.

Définition

Masse volumique

Masse d'une substance (solide, liquide ou gaz) contenue dans un volume de cette substance.

Définition

Solution étalon

Solution avec une concentration bien connue, pour un soluté donné.

Définition

Solution fille

Solution obtenue après dilution.

Moins concentrée que la solution mère

Définition

Solution mère

Solution initiale qui va être diluée.

Définition

Trait de jauge

Marque ou trait qui indique le volume.

Formule

Concentration massique

ou

Concentration en masse

Cm = concentration massique (g.L⁻¹)

m = masse (g)

V = volume (L)

Formule

Concentration molaire

ou

Concentration en quantité de matière

C = concentration molaire (mol.L⁻¹)

n = quantité de matière (mol)

V = volume (L)

Formule

Facteur de dilution

F : facteur de dilution (sans unité)

Les concentrations et les volumes doivent être exprimés dans la même unité

De quoi se compose une solution aqueuse ?

Une solution est un mélange composé d'un :

→ solvant : composant majoritaire du mélange.

(ex : eau, éthanol, ...)

→soluté : espèce qui est dispersée dans le solvant.

(ex : sel, sirop, ...)

Quelle est la différence entre la concentration massique et la masse volumique ?

Parfois exprimées dans la même unité :

→ la masse volumique d'une substance concerne la masse de cette substance pour un volume donné

→ la concentration concerne la masse d'un soluté dans une solution.

Existe-t-il une limite à la dissolution ?

• La solubilité est la concentration maximum d'un soluté dans un solvant donné.

• Seule une quantité limitée de soluté peut être dissoute dans un volume de solvant.

• Lorsque l'on ne peut plus dissoudre de soluté, on dit que la solution est saturée en soluté.

Comment réalise-t-on une dissolution ?

• Calcul préalable : masse à peser

• Verrerie : coupelle, balance, fiole jaugée, entonnoir, compte-goutte

• Protocole :

- Tarer la balance avec la coupelle vide

- Peser le soluté avec précision

- Introduire le soluté dans la fiole jaugée à l'aide de l'entonnoir

- Rincer la coupelle puis l'entonnoir avec le solvant en récupérant le solvant de rinçage dans la fiole jaugée

- Remplir la fiole jaugée jusqu'à la moitié avec le solvant.

- Agiter la fiole jaugée pour dissoudre tout le soluté.

- Compléter jusqu'au trait de jauge avec un compte-goutte

- Boucher et homogénéiser la solution

Comment accélérer une dissolution ?

• Agiter permet d'accélérer la dissolution et d'homogénéiser la solution finale.

• Chauffer permet souvent d'accélérer la dissolution et d'augmenter la solubilité en général.

Comment réalise-t-on une dilution ?

• Calcul préalable : volume de solution mère à prélever

• Verrerie : pipette jaugée, poire à pipeter, fiole jaugée

• Protocole :

- Prélever le volume de solution mère calculé avec la pipette jaugée

- Verser le prélèvement dans la fiole jaugée

- Remplir la fiole jaugée jusqu'à la moitié avec le solvant.

- Agiter la fiole jaugée pour mélanger la solution mère et le solvant

- Compléter jusqu'au trait de jauge avec un compte-goutte

- Boucher et homogénéiser la solution

Pourquoi parle-t-on de conservation de la masse lors d'une dissolution ou d'une dilution ?

Quelle que soit la technique, la masse de soluté prélevée se retrouve toujours dans la solution préparée.

→ Dissolution : masse de soluté pesée est égale à celle contenue dans la solution finale.

→ Dilution : masse de soluté prélevée dans la solution mère est égale à celle contenue dans la solution fille.

Comment déterminer la concentration d'une solution inconnue ?

Pour déterminer la concentration d'une solution inconnue, on peut réaliser :

• une échelle de teintes

• une courbe d'étalonnage

Comment réalise-t-on et à quoi sert une échelle de teintes ?

• Une série de solutions de concentrations connues d'une même espèce colorée est appelée échelle de teintes. En diluant une solution colorée elle devient de plus en plus claire.

• À partir de l'échelle des teintes, on peut ensuite comparer avec la couleur d'une solution de concentration inconnue et obtenir un encadrement de sa valeur.

Comment réalise-t-on et à quoi sert une courbe d'étalonnage ?

Une série de solutions de concentrations connues d'une même espèce permet de tracer une courbe d'étalonnage, en mesurant une grandeur physique et en associant chaque concentration à sa mesure correspondante.

→ on mesure la valeur de la grandeur physique pour chacune des solutions à concentration connue.

→ on trace une courbe de la grandeur en fonction de la concentration.

→ on mesure la même grandeur physique pour la solution inconnue puis on l'a reporte sur la courbe d'étalonnage pour déterminer sa concentration

Pour plus de précision , il est recommandé d'effectuer une large gamme de mesures pour réaliser la courbe et de modéliser puis lisser la courbe d'étalonnage.