Physique-Chimie — Seconde
Solutions aqueuses et concentrations — Seconde Chimie
Dissolution, concentration molaire, concentration massique, dilution et mélanges.
Par ProfBot
Solutions aqueuses et concentrations — Seconde Chimie
🎯 Objectif : Comprendre la dissolution et savoir calculer des concentrations.
1. La dissolution
Dissoudre un soluté dans un solvant forme une solution.
Soluté : ce qu'on dissout (sel, sucre, acide...) Solvant : le liquide dissolvant (souvent l'eau → solution aqueuse) Solution : le mélange homogène obtenu
Types de solutés :
- Ioniques (NaCl, CuSO₄) : se dissocient en ions
- Moléculaires (sucre, éthanol) : restent sous forme de molécules
Exemple : dissolution du sel de table :
NaCl (s) → Na⁺ (aq) + Cl⁻ (aq)
2. Concentration molaire
La concentration molaire c est la quantité de matière de soluté par litre de solution :
c = n / V
c : concentration molaire (mol/L ou mol·L⁻¹)
n : quantité de matière de soluté (mol)
V : volume de solution (L)
Relations dérivées :
n = c × V
V = n / c
3. Concentration massique
La concentration massique Cm est la masse de soluté par litre de solution :
Cm = m / V
Cm : concentration massique (g/L)
m : masse de soluté (g)
V : volume de solution (L)
Lien entre c et Cm :
c = Cm / M (M : masse molaire du soluté en g/mol)
Cm = c × M
4. Préparer une solution — protocole
À partir d'un solide :
- Peser la masse m de soluté
- Dissoudre dans une petite quantité d'eau dans une fiole jaugée
- Compléter avec de l'eau jusqu'au trait de jauge (volume V)
- Agiter
Masse nécessaire :
m = c × M × V
Exemple : préparer 250 mL de NaCl à 0,1 mol/L (M_NaCl = 58,5 g/mol) :
m = 0,1 × 58,5 × 0,250 = 1,46 g
5. La dilution
Diluer c'est ajouter du solvant pour diminuer la concentration.
Loi de dilution (conservation de la quantité de matière) :
n_soluté = constant
c₁ × V₁ = c₂ × V₂
c₁, V₁ : concentration et volume de la solution mère (initiale)
c₂, V₂ : concentration et volume de la solution fille (diluée)
Facteur de dilution : f = c₁/c₂ = V₂/V₁
Exemple : diluer 10 mL d'une solution à 2 mol/L pour obtenir 100 mL :
c₂ = c₁ × V₁ / V₂ = 2 × 0,010 / 0,100 = 0,2 mol/L
Facteur de dilution : f = 2 / 0,2 = 10
6. Ions en solution
Quand NaCl se dissout :
NaCl → Na⁺ + Cl⁻
Si c(NaCl) = 0,1 mol/L :
- c(Na⁺) = 0,1 mol/L
- c(Cl⁻) = 0,1 mol/L
Quand CaCl₂ se dissout :
CaCl₂ → Ca²⁺ + 2Cl⁻
Si c(CaCl₂) = 0,1 mol/L :
- c(Ca²⁺) = 0,1 mol/L
- c(Cl⁻) = 0,2 mol/L (2 fois plus !)
7. Solubilité
La solubilité s est la masse maximale de soluté qu'on peut dissoudre dans 1 L d'eau à une température donnée.
Au-delà de la solubilité → solution saturée → précipité.
Exemple : solubilité du NaCl à 20°C ≈ 360 g/L
📝 Exercices
- On dissout 5,85 g de NaCl (M = 58,5 g/mol) dans de l'eau pour faire 500 mL. Calculer c(NaCl).
- Calculer le volume de solution à 2 mol/L nécessaire pour avoir 0,4 mol de soluté.
- On dilue 20 mL d'une solution à 3 mol/L en 150 mL. Calculer la nouvelle concentration.
- On dissout 0,2 mol de CaCl₂ dans 400 mL d'eau. Calculer c(Ca²⁺) et c(Cl⁻).
✅ À retenir
c = n/V [mol/L]
Cm = m/V [g/L]
c = Cm/M
Dilution : c₁V₁ = c₂V₂
m = c × M × V
Dissolution ionique : compter les ions (stœchiométrie)