preparation d`une solution

4 Fiche TP Lefèvre 2014-­‐2015 PREPARATION D’UNE SOLUTION On appelle solution un mélange obtenu en dissolvant dans un solvant liquide (ultra-­‐majoritaire) diverses espèces chimiques (solutés, très minoritaires). L’espèce dissoute peut être un gaz (par exemple : O2(g) peut se dissoudre dans l’eau, permettant aux poissons de respirer), un liquide ou un solide (cas le plus courant). I. PREPARATION D’UNE SOLUTION A PARTIR D’UN SOLIDE Une solution peut être réalisée en dissolvant une espèce solide dans l’eau liquide. On parle de dissolution. -­‐1
Exemple : On souhaite préparer V=100mL d’une solution de chlorure de sodium NaCl à C=0,10 mol.L . -­‐1
La masse molaire du chlorure de sodium est MNaCl=58 g.mol . Calculons la masse de chlorure de sodium à peser : les 100mL de solution doivent contenir nNaCl=C.V mol de NaCl, donc la masse mNaCl à peser est mNaCl= nNaCl.MNaCl= C.V.MNaCl A.N. : mNaCl=0,58g II. PREPARATION D’UNE SOLUTION A PARTIR D’UN AUTRE SOLUTION PLUS CONCENTREE Il est souvent nécessaire au laboratoire de préparer une solution plus diluée à partir d’une solution mère concentrée. On dit qu’on effectue une dilution. On prélève un volume Vm de solution mère et l’on ajoute du solvant afin de faire diminuer la concentration. -­‐2
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Exemple : On souhaite préparer 50mL de solution de NaCl à Cf=1,0.10 mol.L à partir de la solution précédemment préparée, appelée solution mère. Calculons le volume Vm de solution mère à prélever. Lors d’une dilution, la quantité de matière de soluté reste constante. La quantité de matière prélevée dans la solution mère sera conservée dans la solution fille. Quantité de matière souhaitée dans la solution fille : nfille=Cf.Vf Quantité de matière prélevée dans la solution mère : nmère=Cm.Vm La conservation de la quantité de matière impose : nfille =nmère à !! . !! = !! . !! Connaissant Vf (donné dans le protocole, ou choisi arbitrairement selon la taille des fioles à disposition), Cm et Cf on en déduit Vm : !! . !!
!! = !!
AN : Vm =5,0mL Remarque : Utilisation du facteur de dilution On a !! = !!
!
!! !
= !. !! avec ! = !!
!!
le facteur de dilution. f traduit le rapport entre Cm et Cf : si f=50, cela que signifie que la solution mère est 50 fois plus concentrée que la solution fille. Si on retient que ! = !!
!!
, il est très facile de trouver quel est le volume à prélever pour préparer une solution. Dans l’exemple ci-­‐dessus, la solution mère est 10 fois plus concentrée que la solution fille : f=10. On en déduit 10 = Vf =50mL, on doit prélever Vm=5mL. !!
!!
: pour 4 Fiche TP III. MODE OPERATOIRE Lefèvre 2014-­‐2015 1. Si la solution est préparée à partir d’un solide : Peser le solide, puis l’introduire dans la fiole jaugée à l’aide d’un entonnoir à solide. Pour ne pas perdre de soluté, la coupelle de pesée et l’entonnoir doivent être rincés avec le solvant pour entrainer toute trace de composé accroché aux parois. 1’. Si la solution est préparée à partir d’une autre solution ou d’un liquide : Introduire la solution à diluer ou le liquide dans la fiole à l’aide d’une pipette (jaugée pour améliorer la précision). 2. Introduire de l’eau distillée jusqu’aux trois quarts de la fiole. 3. Homogénéiser. 4. Compléter jusqu’au trait de jauge. Pour préparer un volume précis, il faut que le bas du ménisque formé à l’interface affleure le trait de jauge. 5. Boucher la fiole. 6. Homogénéiser la solution. Techniques expérimentales en chimie, Dunod