Chapitre 13 cours

Chapitre 13 :
Les objectifs de connaissance :
- Définir la concentration molaire ;
- Définir la concentration massique.
Les objectifs de savoir-faire :
- Savoir calculer la concentration molaire d’une espèce chimique en solution ;
- Savoir calculer la concentration massique d’une espècee chimique en solution ;
- Préparer une solution de concentration donnée par dissolution ou par dilution.
Thème : La Pratique du Sport Domaine : L’étude du mouvement

1. Définitions
Définition :
Une solution est obtenue par dissolution d’une espèce chimique dans un solvant
(constituant majoritaire). L’espèce chimique dissoute (molécules ou ions) s’appelle le
soluté  Une solution est le mélange d’un solvant et d’un soluté.
A RETENIR :
- Si le solvant est l'eau, la solution est appelée solution aqueuse ;
- On dit qu’une solution est homogène si le soluté est également réparti dans toute la
solution.
- On dit qu’une solution est saturée lorsque, après agitation, tout le solide introduit ne
s’est pas totalement dissous.
2. Concentration d’une espèce chimique

2.1. Concentration molaire
Définition :
La concentration molaire c d'une espèce chimique en solution est la quantité de
matière n de cette espèce présente dans un litre de solution :
-1
soluté
soluté
solution
concentrationmolaire(enmol.L )
n quantitédematièredesoluté(enmol)
V volumedelasolution(enL)



c
c
solution
n
=
V
Remarque : on admettra que la dissolution d’un soluté dans un solvant n’entraîne pas
de variation de volume.
Vsolution ≈ Vsolvant
Exercice : calculez la concentration cNaCl d’une solution dans laquelle on a dissout 12,0 g
de sel dans 1 L d’eau.
Données : M(NaCl) = 58,44 g.mol1
Réponse :

2.2. Concentration massique
Définition :
La concentration massique cm d'une espèce chimique en solution (soluté), parfois
appelée titre massique et noté t, est la masse m de cette espèce chimique présente
dans un litre de solution :
 


-1
m
soluté
soluté
solution
concentrationmassique(eng.L )
m
m massesoluté(eng)
V
V volumedelasolution(enL)
c t
cm
solution
= =t

-1
NaCl
2,05.10
c = =
1
-1 -1
2,05.10 mol.L
Remarque : il existe une relation entre la concentration massique et la concentration
molaire.
soluté soluté soluté
so solué élut t
M M
M
M M
c

     
    


 
m
m
c
n
n n nsoluté
m
soluté solution solution solution
solution
m
m
=
n V V V=
V
cc
3. Préparation d’une solution
3.1. Par dissolution d’un composé solide

Voir TP n°12 : « Préparation d’une solution par dissolution d’un solide »
Principe :
Pour obtenir une solution de concentration donnée, une quantité donnée d’une espèce
chimique est dissoute dans un volume donnée de solvant.
Remarque :
Pour que la mesure du volume de la solution à préparer soit précise, la dissolution s’effectue
dans une fiole jaugée.
Protocole expérimental :

Calcul de la masse de l’espèce chimique à dissoudre :
 À partir de la concentration massique de la solution à préparer :
-1
m
soluté soluté
solution
concentrationmassiquedelasolutionàpréparer(eng.L )
m masse(eng)
V volumedelasolutionàpréparer(enL)
c 
 

m solutionm = Vc
 À partir de concentration molaire dans la solution à préparer :
-1
soluté
soluté soluté
solution
soluté
concentrationmolairedelasolutionàpréparer(enmol.L )
m masse(eng)
M
V volumedelasolutionàpréparer(enL)
M masse molaire de l'espèc
c
c


 


solutionm = V
1
e chimique à dissoudre (en g.mol )
 À partir de la quantité de matière dans la solution à préparer :
1
soluté
soluté soluté soluté soluté
soluté
m masse(eng)
n M n quantité de matière de l'espèce chimique dans la solution(enmoL)
M masse molaire de l'espèce chimique à dissoudre (en g.mol )

 

m =

Exemple n°1 :
Pour préparer une solution de glucose de volume Vsolution = 100 mL et de concentration
molaire c = 0,3 mol.L1, il faudra peser une masse de glucose de :
glucose glucoseMc  solutionm = V
3.2. Par dilution d’une solution mère
Voir TP n°13 : « Préparation d’une solution par dilution »
A.N. : mglucose = 0,3  180  0,1 = 5,4 g
Exemple n°2 :
Pour préparer une solution de glucose de volume Vsolution = 100 mL et de concentration
massique cm = 75 g.L1, il faudra peser une masse de glucose de :
glucose m solutionm = Vc
A.N. : mglucose = 75  0,1 = 7,5 g
Définitions :

 Diluer une solution, c’est diminuer sa concentration en ajoutant de l’eau.
 Facteur de dilution fd :
mère fille
d
fille mère
V
V
c
f
c
 
Lors d’une dilution, la quantité de matière de
l’espèce chimique contenue dans le volume Vmère
de l’échantillon de solution-mère prélevée se
retrouve intégralement dans le volume Vfille de la
solution fille préparée :
nsolution-mère prélevée = nsolution-fille préparée
(conservation de la quantité de matière)
cmère  Vmère = cfille  Vfille
Les concentrations sont exprimées
en mol.L-1 et les volumes en L
Principe

Protocole expérimental :
Calcul du volume de l’espèce chimique à prélever :
 À partir de concentration molaire dans la solution fille :
-1
-1
mère mère
fille
V
oncentrationmolairedelasolutionmère(enmol.L )
V volumedelasolutionàpréparer(e
fille
fille fille
mère
c
c
c
c




V =
nL)

 À partir de la quantité de matière dans la solution fille :
-1
-1
mère mère
fille
Vn
oncentrationmolairedelasolutionmère(enmol.L )
V volumedelasolution
fille
fille fillesoluté
mère mère
c
c
c
c c


 

V =
àpréparer(enL)
Exemple : pour préparer 100 mL d’une solution fille de glucose de concentration c1 = 1,0 
10–2 mol.L–1 à partir d’une solution mère aqueuse S0 de concentration c0 = 1,0  10–1 mol.L–1,
il faut prélever un volume V0 de S0 tel que :
c0  V0 = c1  V1
4. Détermination d’une concentration à partir d’une échelle de teinte
Principe :
Par dilution d’une solution mère, on peut fabriquer une échelle de teintes (ensemble de
solutions contenant la même espèce chimique à des concentrations différentes) qui par
simple comparaison permet d’évaluer la concentration inconnue d’une solution contenant
la même espèce chimique colorée.
Voir TP n°14 : « De la couleur à la concentration »

A RETENIR :
Plus une solution colorée est concentrée, plus sa concentration en espèce colorante
augmente et plus sa teinte s’obscurcit.
Exercices : n°4 p191, n°8 p191, n°9 p191 n°16 p193 et n°19 p194 ( 2nd 2)

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