Concentration molaire

Chapitre 5 : la concentration molaire
I. Dissolution d’un espèce chimique
1. Définitions
Quand on dissout une espèce chimique :
-le liquide qui dissout s’appelle solvant
-le liquide obtenu s’appelle solution
-l’espèce chimique dissoute est le soluté
-si le solvant est l’eau, la solution est une solution aqueuse.
Expérience :
KMnO 4
sable
on observe que le sable n’est pas soluble
dans l’eau.
Une espèce chimique non soluble dans un solvant peut l’être dans un autre.
Exemple : le vernis à ongle est insoluble dans l’eau mais soluble dans l’acétone.
2. Propriétés d’une solution
Une solution est dite homogène si le soluté se répartit uniformément dans le solvant. Ceci s’obtient par
agitation au cours de la préparation de la solution.
Si l’on veut séparer solvant et soluté, il faut réaliser une distillation.
On obtient une solution saturée si l’on n’arrive plus à dissoudre une espèce solide dans le solvant.
Remarque : une solution peut contenir des molécules ou des ions.
Exemple : l’eau sucrée contient des molécules C12H22O11, l’eau salée contient des ions Na+ et Cl—.
II. Concentration
1. Concentration massique
La concentration massique ou teneur massique d'une espèce chimique est la masse de cette espèce
dissoute dans un litre de solution.
m
t=
V
Elle s'exprime en g.L-1 car m est en g et V en L.
2. Concentration molaire
La concentration molaire d’une espèce chimique en solution est la quantité de matière (en mol) de soluté
présente dans un litre de solution.
n
c=
V
-1
Elle s'exprime en mol.L car n est en mol et V en L.
3. Relation entre t et c
m
t=
n.M n
V
t=
= . M =c.M
V V
m = n.M
}⇒
donc : t = c.M avec t en g.L-1, c en mol.L-1 et M en g.mol-1
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Exercices
Exercice 4 p 191
m
5,6
t= =
=110 g.L−1
−3
V 50.10
Exercice 6 p 191
t 468.10−3
−2
−1
t =c.M ⇒ c = =
=1,17 .10 mol.L
M
40,1
Exercice 8 p 191
1. n = c.V = 2,0.10-3 x 2,0 = 4,0.10-3 mol.
2. Le technicien doit peser m = n.M = 4,0.10-3 x 158 = 0,63 g de permanganate. Il va déposer une
coupelle sur la balance, faire la tare, peser la masse voulue. Puis il versera le contenu de la coupelle dans
une fiole de 2,0 L, rincera et remplira la fiole aux trois quarts, agitera et complétera à 2 L.
Exercice 10 p 192
1.  Le soluté est le chlorure de sodium, le solvant est l’eau.
2. t(Cl–) = c(Cl–) × M(Cl–) = 1,52 × 35,5 = 54,0 g · L–1.
3. Cette eau est favorable au développement des Artémia salina, car t(Cl) > 30 g.L-1.
Exercice 13 p 193
1. La masse volumique de l’éthanol est : ρ(ol) = d(ol) × ρ(eau) = 0,79 × 1,0 = 0,79 g.mL–1.
750 x 14
=105 mL .
2. Le volume d’éthanol pur dans la bouteille de vin est : V  ol =
100
3. La quantité d’éthanol dans la bouteille de vin est :
m  ol   ol . V  ol  0,79 x 105
n  ol =
=
=
=1,8 mol .
M  ol 
M  ol 
46,0
4. La concentration molaire en éthanol dans la bouteille de
n  ol 
1,8
=
=2,4 mol.L−1 .
vin est : c  ol =
V
750.10−3
5. La masse d’éthanol ingérée est : m(ol) = n’(ol).M(ol) = c(ol).Vbu.M(ol) = 2,4 × 0,450 × 46,0 = 50 g.
6. Au bout d’une demi-heure 13 % de la masse d’éthanol est passée dans le sang donc :
13
m '  ol =50 x
=6,5 g .
100
6,5
−1
=1,1 g.L . Cet homme est donc en infraction car il ne
7. L'alcoolémie de cette personne est donc
6,0
doit pas dépasser 0,5 g.L-1 de sang.
Exercice 15 p 193
1. Le facteur de dilution est définit comme étant F =
c0
où c0 est la concentration de la solution initiale
cf
et cf celle de la solution fille.
n0 n0
1
V 0 V 0 V 0 1 V f V f 1000
=
=
= x = =
=4,00 .
Donc ici : F =
nf
n0
1
V 0 1 V 0 250
Vf V f Vf
t 152
−1
2. La concentration massique de la solution fille est t 1= 0 =
.
=38,0 g.L
F 4,00
3. Le nouveau facteur de dilution est maintenant F' = 10. Il faut donc prélever :
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VS 50,0
=
=5,0 mL de la solution S. Le protocole est donc le suivant :
10
10
on prélève V' = 5,0 mL de la solution d'eau de Javel diluée avec une pipette jaugée de volume 5,0 mL, que
l’on verse dans une fiole jaugée de volume 50,0 mL. On ajoute de l’eau distillée aux trois quarts de la
fiole et on agite pour homogénéiser. Puis on complète la fiole avec de l’eau distillée jusqu’au trait de
jauge et on agite de nouveau pour homogénéiser.
4. L’eau de Javel étant une solution irritante, on utilise des gants et des lunettes de protection.
5. L'eau de Javel réagit avec les produits acides en produisant du gaz dichlore, très toxique.
V '=
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