Physique-Chimie · seconde

Chapitre 4 — Solutions aqueuses et concentration

L'essentiel en 30 secondes

Une solution aqueuse est un mélange homogène d'un soluté dissous dans l'eau (solvant). La concentration en masse t (en g/L) et la concentration molaire C (en mol/L) permettent de quantifier la quantité de soluté. Une dilution diminue la concentration en ajoutant du solvant, sans changer la quantité de matière de soluté.

Notions clés

Solution aqueuse: Mélange homogène obtenu par dissolution d'un soluté dans l'eau (solvant).
Concentration en masse t: Masse de soluté par litre de solution. Unité : g·L⁻¹.
Concentration molaire C: Quantité de matière de soluté par litre de solution. Unité : mol·L⁻¹.
Dilution: Ajout de solvant à une solution pour diminuer sa concentration, sans modifier la quantité de soluté.
Facteur de dilution F: Rapport entre la concentration initiale et la concentration finale : F = Cᵢ / Cₓ.

Formules

Concentration en masse

t = \frac{m_{\text{soluté}}}{V_{\text{solution}}}

Condition : t en \text{g·L}^{-1}, m en \text{g}, V en \text{L}

Concentration molaire

C = \frac{n_{\text{soluté}}}{V_{\text{solution}}}

Condition : C en \text{mol·L}^{-1}, n en \text{mol}, V en \text{L}

Lien entre t et C

t = C \times M

Condition : M = masse molaire du soluté en \text{g·mol}^{-1}

Conservation lors de la dilution

C_i \times V_i = C_f \times V_f

Condition : i = solution mère (initiale), f = solution fille (finale)

A retenir

Lors d'une dilution, la quantité de matière de soluté ne change PAS : on ne fait qu'ajouter du solvant.
Toujours convertir les volumes en LITRES avant d'utiliser les formules de concentration.
Le facteur de dilution F = Cᵢ/C_f = V_f/Vᵢ permet de calculer rapidement le volume à prélever.

Erreurs classiques

Erreur : Confondre concentration en masse (t en g/L) et concentration molaire (C en mol/L).

Correction : Regarde l'unité demandée. $t = m/V$ (en $g/L), C = n/V$ (en $mol/L)$ . Le lien : $t = C \times M$ .

Erreur : Oublier de convertir les mL en L.

Correction : Les formules utilisent des volumes en L. Divise les mL par 1000.

Erreur : Croire que lors d'une dilution, V_f = volume d'eau ajouté.

Correction : V_f = volume TOTAL de la solution fille (V_f = Vᵢ + V_eau ajoutée). En pratique, on prépare V_f directement dans une fiole jaugée.

Astuce méthode

Pour un exercice de dilution, commence TOUJOURS par identifier la solution mère (concentrée, indice i) et la solution fille (diluée, indice f), puis applique Cᵢ·Vᵢ = C_f·V_f.