Physique-Chimie — Première
Chimie des solutions — Concentrations et dissolution — Première Physique-Chimie
Concentration molaire, massique, dissolution, dilution et préparation de solutions.
Par ProfBot
Chimie des solutions — Première Physique-Chimie
🎯 Objectif : Préparer et analyser des solutions de concentration connue.
1. Vocabulaire
Soluté : substance dissoute Solvant : liquide qui dissout (le plus souvent l'eau) Solution : mélange homogène soluté + solvant
Dissolution : processus par lequel le soluté se disperse dans le solvant.
2. Concentration massique
Cm = m / V
Cm : g/L ou g/mL
m : masse de soluté (g)
V : volume de solution (L ou mL)
Attention : V est le volume de la solution, pas du solvant.
3. Concentration molaire
C = n / V
C : mol/L = M
n : quantité de matière (mol)
V : volume de solution (L)
Relation entre masse et quantité de matière :
n = m / M
(M = masse molaire en g/mol)
4. Lien entre les concentrations
Cm = C × M
Cm (g/L) = C (mol/L) × M (g/mol)
Exemple : NaCl (M = 58 g/mol), C = 0,5 mol/L
Cm = 0,5 × 58 = 29 g/L
5. Préparation d'une solution par dissolution
Protocole :
- Peser la masse m de soluté
- Dissoudre dans un peu de solvant dans la fiole jaugée
- Agiter jusqu'à dissolution complète
- Compléter jusqu'au trait de jauge avec le solvant
- Boucher et retourner plusieurs fois pour homogénéiser
Masse à peser :
m = C × M × V
Exemple : Préparer 500 mL de NaCl à 0,1 mol/L
m = 0,1 × 58 × 0,5 = 2,9 g
6. Dilution
La dilution consiste à ajouter du solvant à une solution concentrée pour en diminuer la concentration.
Loi de dilution :
C₁ × V₁ = C₂ × V₂
La quantité de matière de soluté est conservée.
Facteur de dilution :
F = C₁/C₂ = V₂/V₁
Exemple : Diluer 20 mL d'une solution à 1 mol/L pour obtenir 100 mL :
C₂ = C₁ × V₁/V₂ = 1 × 20/100 = 0,2 mol/L
F = 1/0,2 = 5 (dilution au 1/5)
7. Électrolytes — Dissociation ionique
Lors de la dissolution, certains solutés se ionisent :
NaCl → Na⁺ + Cl⁻
[Na⁺] = [NaCl]_initial = C
[Cl⁻] = C
CaCl₂ → Ca²⁺ + 2Cl⁻
[Ca²⁺] = C
[Cl⁻] = 2C
8. Taux d'avancement
Pour une réaction partielle, le taux d'avancement τ représente la fraction de réactif consommé :
τ = x_final / x_max
- τ = 1 → réaction totale
- τ < 1 → réaction limitée (équilibre)
📝 Exercices
- Dissoudre 7,45 g de KCl (M=74,5 g/mol) dans 500 mL. Concentration ?
- HCl à C = 2 mol/L. Préparer 250 mL à 0,1 mol/L par dilution. Quel volume prélever ?
- Solution de NaOH : Cm = 16 g/L. Calculer C (M(NaOH) = 40 g/mol).
- MgSO₄ → Mg²⁺ + SO₄²⁻ à 0,3 mol/L. Concentrations des ions ?
- Quels matériels pour préparer 1 L de H₂SO₄ à 0,5 mol/L par dissolution ?
✅ À retenir
C = n/V (mol/L) Cm = m/V (g/L)
n = m/M Cm = C × M
Dilution : C₁V₁ = C₂V₂
Facteur dilution F = C₁/C₂ = V₂/V₁
Ionisation : tenir compte des coefficients stœchiométriques