Concentration molaire
La concentration molaire, notée C, d'un soluté indique sa quantité de matière par litre de solvant. Elle est égale au rapport de sa quantité de matière nsoluté par le volume de la solution Vsolution et s'exprime en mol.L−1 :
\(\displaystyle{C=\dfrac{n_{soluté}}{V_{solution}}}\)
Détermination de la quantité de matière
| Paramètre | Formule donnant la quantité de matière | Grandeur utile |
|---|---|---|
| Le nombre N d'entités présentes dans un échantillon | \(\displaystyle{n_{\left(mol\right)} = \dfrac{N}{N_A\left(mol^{-1}\right)} }\) | \(\displaystyle{N_A}\) est la constante d'Avogadro : \(\displaystyle{N_A = 6,02 \times 10^{23}}\) mol−1 |
| La masse m d'un solide ou d'un liquide | \(\displaystyle{n_{\left(mol\right)} = \dfrac{m_{\left(g\right)}}{M_{\left(g.mol^{-1}\right)}}}\) | M est la masse molaire de l'espèce. |
| Le volume V d'un solide ou d'un liquide | \(\displaystyle{n_{\left(mol\right)}=\dfrac{\rho_{\left(g.L^{-1}\right)}. V_{\left(L\right)}}{M_{\left(g.mol^{-1}\right)}}}\) | p est la masse volumique du solide ou du liquide. |
| Le volume V d'un gaz | \(\displaystyle{n_{\left(mol\right)} = \dfrac{V_{\left(L\right)}}{V_{m \left(L.mol^{-1}\right)}}}\) | Vm est le volume molaire des gaz : Sous 1013 hPa et à 20°C, Vm = 24,0 L.mol−1 |
| Le volume V d'une solution | \(\displaystyle{n_{\left(mol\right)} = C_{\left(mol.L^{-1}\right)} \times V_{\left(L\right)} }\) | C est la concentration de la solution. |
Détermination de la masse de soluté à dissoudre
La masse m de soluté à dissoudre est déterminée à partir de la concentration et du volume de la solution à préparer et de la masse molaire du soluté :
\(\displaystyle{m_{\left(g\right)} = n_{\left(mol\right)} \times M_{\left(g.mol^{-1}\right)} = C_{\left(mol.L^{-1}\right)} \times V_{\left(L\right)} \times M_{\left(g.mol^{-1}\right)}}\)
Détermination du volume de solution mère à prélever à partir de la concentration et du volume de solution fille
Lors de la dilution, la quantité de matière de soluté est conservée, on a donc :
\(\displaystyle{n_{mère} = n_{fille} \Leftrightarrow C_{mère} \times V_{mère} = C_{fille} \times V_{fille}}\)
Le volume de solution mère à prélever est donc :
\(\displaystyle{V_{mère \left(L\right)} = \dfrac{C_{fille \left(mol.L^{-1}\right)} \times V_{fille \left(L\right)}}{C_{mère\left(mol.L^{-1}\right)}}}\)
Facteur de dilution
Le facteur de dilution Fd est le rapport de la concentration de la solution mère par celle de la solution fille :
\(\displaystyle{F_{d} = \dfrac{C_{mère}}{C_{fille}}}\)
C'est une grandeur sans unité, supérieure à 1.
Diluer une solution "x" fois, signifie diviser la concentration de la solution mère par x et que le facteur de dilution vaut x.
Détermination du volume de solution mère à prélever à partir du facteur de dilution
On a \(\displaystyle{V_{mère \left(L\right)} = \dfrac{C_{fille \left(mol.L^{-1}\right)} \times V_{fille \left(L\right)}}{C_{mère\left(mol.L^{-1}\right)}}}\) et \(\displaystyle{F_{d} = \dfrac{C_{mère}}{C_{fille}}}\), le volume de solution mère à prélever est donc :
\(\displaystyle{V_{mère \left(L\right)} = \dfrac{V_{fille \left(L\right)}}{F_{d}}}\)