Solutions : dissolution et dilution

Solutions : quantité de matière, dissolution et dilution

Avant un calcul de concentration, prenez le temps de nommer ce que vous étudiez : le soluté, la solution et le volume considéré. Ce petit travail évite beaucoup d’erreurs. Une concentration décrit la composition d’une solution ; elle ne donne pas, à elle seule, la quantité de soluté présente dans un prélèvement.

Relier les grandeurs

La concentration en masse est une autre grandeur : c_m = m / V, en g·L⁻¹. Les deux sont reliées par c_m = c M. Le symbole m désigne ici la masse de soluté, pas la masse totale de solution.

Dissoudre : préparer une solution à partir d’un solide

On pèse la masse nécessaire, on dissout le solide dans une partie du solvant, puis on transfère quantitativement dans une fiole jaugée. Les rinçages du récipient et de l’entonnoir sont recueillis dans la fiole. On ajuste au trait de jauge, puis on bouche et on homogénéise. Si la dissolution modifie la température, on attend le retour à la température d’étalonnage avant l’ajustement.

Le volume de la relation c = n / V est le volume final de solution. Ce n’est pas le volume d’eau versé au départ. Ces relations supposent que la préparation et le transfert ne font perdre aucun soluté.

Diluer : conserver le soluté du prélèvement

Pour diluer, on prélève une partie de la solution mère, puis on ajoute du solvant jusqu’au volume final souhaité. Sans perte ni réaction du soluté considéré, la quantité transférée se conserve :

c_mère V_prélevé = c_fille V_fille.

Les deux volumes peuvent être exprimés en mL dans cette égalité s’ils utilisent la même unité. Pour calculer n en mol avec une concentration en mol·L⁻¹, il faut en revanche exprimer V en L. Une vraie dilution donne c_fille < c_mère.

Exemple accompagné

On dissout 0,2925 g de chlorure de sodium pour préparer 250,0 mL de solution. On donne M(NaCl) = 58,50 g·mol⁻¹.

1. Quantité apportée : n = m / M = 0,2925 / 58,50 = 5,000 × 10⁻³ mol.
2. Volume final : V = 0,2500 L. Ainsi c = n / V = 2,000 × 10⁻² mol·L⁻¹.
3. Pour préparer 100,0 mL d’une solution dix fois moins concentrée : V_prélevé = V_fille / 10 = 10,00 mL. On utilise une pipette jaugée avec une propipette, puis une fiole jaugée de 100,0 mL.

La concentration apportée en NaCl vaut 2,000 × 10⁻² mol·L⁻¹. En supposant la dissociation totale, [Na⁺] et [Cl⁻] ont chacune cette valeur.

À vous de chercher

On prépare 200,0 mL de solution avec 1,80 g de glucose, de masse molaire 180 g·mol⁻¹. Calculez sa concentration, puis le volume à prélever pour obtenir 100,0 mL à 1,00 × 10⁻² mol·L⁻¹.