I. Les solutions

1. Soluté, solvant

a) Définition

Une solution est un mélange homogène obtenue par dissolution d’un soluté dans un solvant 

b) Le soluté

Le soluté est l’espèce chimique qui est dissoute dans le solvant, elle peut être une molécule ou un composé ionique.

Exemples

• Une molécule: Le glucose C₆H₁₂O_6(s)
  elle  donne dans l’eau  C₆H₁₂O_{6 (aq)}
  L’équation de dissolution est:
  C₆H₁₂O_6(s) →C₆H₁₂O_{6 (aq}

• Un composé ionique: Le chlorure de sodium: NaCl_(s)
   Il Donne dans l’eau  Na⁺_(aq) +Cl^– _(aq)
  L’équation de dissolution est:
  NaCl_(s)→Na⁺_(aq)+Cl^– _(aq)

с) Le solvant

Le solvant est l’espèce majoritaire dans une solution si le solvant est de l’eau, la solution est aqueuse

2. La concentration massique

a) La concentration massique

La concentration massique t_A  est le rapport de la masse m_A de soluté dissout sur le volume V_sol du solvant

t_A=m_A/ V_sol    t_A(g/L)   m_A(g)    V_sol(L)

b) Exercice 

Calculer la masse de glucose que l’on doit dissoudre dans 250mL pour préparer une solution de 3g/L

Solution : t_A=m_A/ V_sol , soit: m_A=t_AxV_sol=3×0,25=0,75g

3. Solubilité

a) La solubilité

La solubilité s(g/L) est  la masse maximale de soluté que l’on peut dissoudre par litre de solvant. s=m_Max/V

b) Exercice

La solubilité du sel dans l’eau est s=360g/L, déterminer la masse maximale que l’on peut dissoudre dans 50mL

On applique la relation m_Max =s .V. On trouve alors m_Max =360.0,05=18g

4. Dilution d’une solution

A) principe 

On prélève un volume V₀ d’une solution mère de concentration t_0.

On ajoute de l’eau distillée afin d’obtenir une solution fille de concentration t₁ et de volume V₁

Comme la masse du soluté se conserve lors de la dilution on a la relation

t₀. V₀ = t₁. V₁

b) Exercice

On prélève V₀= 10mL d’une solution mère  de concentration  t₀= 10g/L.

On ajoute 90mL d’eau afin d’obtenir un volume fille de volume  V₁= 100mL.

Quelle est la concentration massique de la solution fille  t₁

On applique la relation t₀. V₀ = t₁. V₁

On en déduit t₁= t₀. V₀ / V₁=0,01.10/0,1=1g/L

5. Facteur de dilution

On définit le facteur de dilution comme  le rapport de la concentration de la solution mère sur celle de la solution fille

F=t₀/t₁

il correspond au rapport du volume de la solution fille sur celui de la solution mère

F=V₁/V₀

C) Exercice n°4

Déterminer comment à partir d’une solution de 5.10^-2 g.L^-1 on peut préparer 250ml  de solution à 10^-2 g.L^-1

Solution:

Nous avons F= t₀/t₁= 5.10^-2 / 10^-2 =5

On en déduit : F= V₁/V₀=5

L’application numérique donne :  V₀=V₁/5= 250/5=50mL

II. Préparation de solutions titrées

1. Préparation à partir d’un soluté

Phase 1 : mesurer la masse du soluté

Phase 1 et 2  : Verser le soluté dans la fiole de jaugée, rincer l’entonnoir.

Phase 3 et 4 : Ajouter de l’eau distillée afin de dissoudre de soluté

Phase 5 : Ajouter enfin de l’eau jusqu’au   trait de jauge, puis mélanger

2. Préparation par dilution

Phase 1 :  On prélève un volume V₀ de la solution mère à l’aide d’une pipette jaugée.

Phase 2 : On verse le volume V₀ dans la fiole jaugée de volume V₁ (volume de la solution fille)

Phase 3 : On mélange

Phase 4 : On ajoute de l’eau jusqu’ au trait de jauge, on mélange encore afin d’obtenir la solution fille de concentration t₁ et de volume V₁.

III. Dosage d’une solution par dilution

Il est possible d’estimer la concentration d’une solution colorée en la comparant avec des solutions de concentrations connues formant une échelle de teinte. La mesure de la lumière absorbée comme l’absorbance  ou la masse volumique peuvent être des méthodes plus précises. 

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 Chapitre n°2. début novembre.ppsx