Les dilutions
Nous avons déjà étudié la concentration massique ici. Pour rappel, on la note Cm et elle représente la proportion entre la masse de soluté et le volume de solution.
Ce qui revient à la formule "proportionnelle" : Cm = m/V
De la même façon, si on regarde du côté de la quantité de matière plutôt que la masse, on peut définir la concentration molaire noté C.
La concentration molaire représente la proportion de quantité de matière de soluté par rapport au volume de solution d'où la formule C = n/V.
- C : concentration molaire en (mol/L)
- n : quantité de matière de soluté en mole(mol)
- V : volume de solution en litre(L)
Grandeurs et unités:
En fait, C et Cm sont 2 grandeurs qui sont aussi proportionnelles entre elles : Cm = C x M ou Cm/C = M avec:
- M : masse molaire du soluté en (g/mol)
- Démonstration : Cm = m/V , or m = n x M (vu ici), donc Cm = (n x M)/V = (n/V) x M = C x M (puisque n/V = C)
Conclusion : il est logique que la quantité et la masse soient proportionnelles, vous devez savoir utiliser C et Cm et passer de l'un à l'autre facilement!
Un cas concret : Pour cuire mes pâtes je prépare une solution d'eau salée (ou solution aqueuse de chorure de sodium!).
- Données:
- Formule du sel : NaCl
- Volume de solution: V = mL, masse de sel: m(NaCl) = g
- Masses molaires:
- M(Na) = 23.0 g/mol
- M(Cl) = 35.4 g/mol
Votre mission si vous l'acceptez sera de:
- Faire apparaître la concentration massique du sel dans une case verte du SuperCalculator 😁
- Faire apparaître la concentration molaire du sel dans une case violette du SuperCalculator 😁
Si vous êtes perdu cliquer sur
1. Une dilution c'est quoi?
Prenons l'exemple d'une solution d'eau salée (soluté:sel, solvant:eau), elle est "trop salée", je veux la diluer.
Diluer c'est obtenir une solution moins concentrée en sel,
... Donc pour diluer, vous allez ajouter de l'eau! car diluer, c'est simplement ajouter du solvant (de l'eau pour les solutions aqueuses).
2. Vocabulaire et notations
La solution de départ (la plus concentrée) est appelée solution mère.
La solution diluée (donc moins concentrée) est appelée solution fille.
-
Notations:
- indice 0 pour la solution mère et l'indice f pour la solution fille
- Vf : volume de solution fille , V0 : volume de solution mère
- Cf : concentration molaire de la solution fille, C0 : concentration molaire de la solution mère
3. La formule des dilutions
Dans 1g de sel, il y a (ordre de grandeur): 1022 ions, le cerveau humain n'est pas "cablé" pour que l'on puisse se représenter ce nombre.
Pour bien comprendre, imaginons une solutions de smileys! qui contient un petit nombre de smileys et effectuons une dilution :
Quelque chose reste identique après la dilution,
... c'est le nombre de smileys, c'est logique puisque lorsqu'on dilue,
on rajoute du solvant mais pas de soluté, donc la quantité de matière et la masse de soluté ne varient pas.
Cette simple constatation permet d'obtenir la formule des dilutions:
- Pour la solution mère:
- La quantité de matière n0 = C0 x V0
- Pour la solution fille:
- La quantité de matière nf = Cf x Vf
- Puisque la quantité de matière de soluté ne change pas:
- n0 = nf donc C0 x V0= Cf x Vf
C'est la formule des dilutions, dans la partie 3, vous allez apprendre à trouver l'expression littérale de chaque grandeur!
-
Remarques importantes:
- V0 et Vf doivent avoir la même unité (pas forcément des litres (L), on peut exprimer les 2 volumes en millilitre(mL) par exemple)
- De la même façon les 2 concentrations C0 et Cf doivent avoir la même unité.
- C0 et Cf peuvent être aussi des concentrations massiques.
Introduction
Au laboratoire, on possède une solution mère de concentration C0 .
On veut réaliser une solution moins concentrée par dilution de concentration Cf et de volume Vf .
Données:
- Concentration molaire de la solution mère : C0 = mol/L
- Concentration molaire de la solution fille : Cf = mol/L
- Volume de la solution fille : Vf = mL
Remarques:
- La méthodologie et les calculs ne dépendent pas de la nature de la solution.
- Il faut cependant adopter les bonnes pratiques de sécurité, selon la solution (gants, lunnettes, manipuler sous la hotte).
- Les valeurs C0 , Cf et Vf sont générées aléatoirement.
A partir de la solution mère de concentration C0 , votre mission est de réaliser une solution fille de concentration Cf et de volume Vf .
Les étapes:
- a. Calculer le volume de solution mère à prélever
- b. Faire une liste de matériel pour réaliser la dilution
- c. Réaliser la dilution
Données:
- Concentration molaire de la solution mère : C0 = mol/L
- Concentration molaire de la solution fille : Cf = mol/L
- Volume de la solution fille : Vf = mL
- Formule des dilutions : C0 x V0= Cf x Vf
Dans cette partie, votre mission consiste à calculer le volume de solution mère à prélever (V0) pour préparer la solution fille.
La valeur de V0 (en mL) doit apparaître dans la case violette de SuperCalculator 😁
Si vous êtes perdu cliquer sur
On veut préparer une solution de volume Vf = mL et de concentration molaire Cf = mol/L,
en prélevant un volume V0 = mL de solution mère.
✔️: sélectionné ❌: non sélectionné
On veut préparer une solution fille de volume Vf = mL en prélevant un volume V0 = mL de solution mère.
Dans cette simulation, vous allez réaliser la solution
Progression : 0 / 4
- C0 =
- V0 = ...
- Cf = ...
- Vf = ...