Solution aqueuse et concentration molaire
04-23-2010



I. Solution aqueuse.

1. Remarque.
La connaissance de la verrerie, de la précision que l'on peut en attendre et des usages que l'on peut en faire sont indispensables.
Il est donc chaudement recommandé d'étudier sérieusement le TP correspondant.
2.Définitions.
Une solution est un liquide contenant plusieurs constituants
  • Le constituant majoritaire est appelé solvant. Si le solvant est l'eau, la solution est appelée solution aqueuse.
  • Le (ou les) composé(s) mis en solution est (sont) appelé(s) soluté(s).
  • Les espèces en solution sont soit des molécules soit des ions.
3. Concentration d'une espèce en solution.
a. Définition.
La concentration molaire d'une espèce chimique en solution est la quantité de matière de cette espèce présente dans un litre de solution.
b. Relation de définition et unités de mesure.
Soit [X] la concentration de l'espèce X en solution (on la note aussi C(X)), n(X) la quantité de matière de X en solution et V le volume de la solution. On a:

avec
n(X) en mol
V en L
[X] en mol.L-1


II. Préparation des solutions aqueuses.


1. Par mise en solution d'un solide.
a. Détermination de la masse de soluté à peser.

Soit à préparer un volume V d'une solution contenant l'espèce X, de masse molaire M(X), à la concentration [X]. Il faut, en général, déterminer la masse de l'espèce X à peser.
Soit m(X) cette masse.


or





donc





et
m(X)=[X].M(X).V
b. Opérations à effectuer.
2. Par dissolution d'un gaz.
Soit V(G) le volume de gaz à dissoudre, V le volume de la solution, Vm le volume molaire des gaz dans les conditions de l'expérience, n(G) la quantité de matière de gaz et [G] la concentration molaire du gaz dans la solution. On a:


or





donc

3. Par dilution d'une solution (la solution fournie est en général appelée solution mère).
a. Principe.
On prélève un volume V0 de la solution mère de concentration C0 que l'on dilue avec de l'eau distillée pour obtenir une solution diluée de volume V1 et de concentration désirée C1.
b. Détermination du volume V0 à prélever.
La quantité de matière de soluté dans le volume V0 est:
n(X)=C0.V0
Cette quantité de matière se retrouve dans la solution après dilution. Cela traduit la conservation de la matière. donc:
n(X)=C1.V1
On en déduit la relation suivante (qu'on appellera par la suite formule de dilution ou équation de conservation de la matière):
C0.V0=C1.V1
Le volume à prélever est donc:

c. Opérations à effectuer.