Physique-Chimie · Tronc Commun
La concentration molaire des espèces chimiques en solution
1Rappels du cours
Solvant, soluté et solution
Une solution aqueuse est obtenue en dissolvant une espèce chimique, appelée soluté (solide, liquide ou gaz), dans un liquide appelé solvant, ici l'eau. Le soluté se disperse dans le solvant sous forme de molécules ou d'ions.
La dissolution
La dissolution est le phénomène par lequel un soluté se disperse dans un solvant pour former une solution homogène. Pour un solide ionique (comme le sel de cuisine, NaCl), la dissolution dans l'eau se déroule en trois étapes : la dissociation (séparation des ions du solide), la solvatation (les molécules d'eau s'organisent autour de chaque ion) et la dispersion (les ions solvatés se répartissent dans toute la solution).
Concentration massique
La concentration massique t d'une solution est la masse de soluté dissoute par litre de solution :
t = m / V
où m est la masse de soluté (en g) et V le volume de solution (en L). Elle s'exprime en g/L.
Concentration molaire
La concentration molaire C (souvent notée aussi [X]) est la quantité de matière de soluté dissoute par litre de solution :
C = n / V
où n est la quantité de matière (en mol) et V le volume de solution (en L). Elle s'exprime en mol/L. On peut passer de l'une à l'autre grâce à la masse molaire M du soluté : t = C × M.
Solubilité et saturation
La solubilité d'une espèce chimique dans un solvant donné est la masse maximale de cette espèce que l'on peut dissoudre dans un litre de ce solvant, à une température donnée. Au-delà de cette limite, la solution est dite saturée : tout ajout supplémentaire de soluté ne se dissout plus et reste visible sous forme de dépôt (corps non dissous).
Dilution
Diluer une solution consiste à ajouter du solvant pour diminuer sa concentration, sans changer la quantité de matière de soluté : C_mère × V_mère = C_fille × V_fille (la quantité de matière de soluté prélevée reste constante lors de la dilution).
3Validation directe — QCM
Chaque question peut avoir une ou plusieurs bonnes réponses. Cochez toutes les propositions qui vous semblent justes. L'ordre des questions et des réponses change à chaque nouvelle tentative.
1. La concentration molaire C d'une solution se calcule par :
2. Parmi les affirmations suivantes sur les solutions aqueuses, lesquelles sont correctes ?
3. On dissout n = 0,5 mol de sel dans V = 2 L d'eau. La concentration molaire de la solution obtenue est :
4Entraînement
Exercice type — Examen national
Examen national — adaptéOn dissout une masse m = 5,85 g de chlorure de sodium (NaCl, masse molaire M = 58,5 g/mol) dans de l'eau, pour obtenir un volume V = 500 mL de solution.
- Calculer la quantité de matière n de NaCl dissoute.
- Calculer la concentration molaire C de la solution obtenue.
- Calculer la concentration massique t de cette même solution.
- On prélève 100 mL de cette solution mère, que l'on dilue avec de l'eau jusqu'à obtenir 400 mL de solution fille. Calculer la concentration molaire C' de la solution fille obtenue.