Autoformation en calcul de dilution 1

Autoformation en calcul de dilution niveau 1
Concentrations, volumes et dilutions
Objectifs
1- Calculer les concentrations initiales et finales en utilisant la formule CiVi = CfVf
2- Déterminer les volumes initiaux et finaux en utilisant CiVi = CfVf
3- Déterminer la dilution et le facteur de dilution lors de préparations de solutions diluées en
utilisant d = Vi / Vf = Cf / Ci = 1 / fd sans utiliser de calculatrice.
Consignes
Réaliser les exercices suivants dans l’ordre.
Les étapes de correction sont signalées. Prendre soin de vérifier les résultats avec les corrigés, si
possible uniquement aux moments indiqués.
Des infos-clés sont fournies dans les corrigés et serviront d’aide-mémoire.
Exercices
Recherche de Cf
Exercice 1 :
Vous disposez d’une solution mère de concentration Ci = 2 mol.L-1. Vous prélevez un volume Vi = 10
mL de cette solution mère que vous introduisez dans une fiole d’un volume Vf = 20 mL. Quelle est la
concentration Cf de la solution fille ?
Regarder le corrigé.
Exercice 2 :
Vous préparez une dilution en fiole jaugée de volume Vf = 100 mL après avoir introduit un volume Vi
d’1 mL de solution mère de concentration Ci à 10 µmol.L-1. Quelle est la concentration finale de la
solution fille ?
Exercice 3 :
10 mL d’une solution mère à 10 µmol.L-1 sont placés dans une fiole jaugée de 50 mL. La fiole est
complétée au trait de jauge. Quelle est la concentration de la solution obtenue ?
Exercice 4 :
Une solution mère à 30 µmol.L-1 est diluée dans une fiole jaugée de 50 mL. Le volume de solution
mère introduit est de 20 mL. Quelle est la concentration de la solution fille ?
Exercice 5 :
Quelle concentration aura une solution fille obtenue en diluant 1 mL d’une solution mère à 2 mol.L-1
dans une fiole de 20 mL ?
Recherche de Ci
Exercice 6 :
Une solution fille de concentration Cf à 0,1 mmol.L-1 vous est donnée. Celle-ci provient d’une solution
mère qui a été diluée comme suit : 1 mL a été introduit dans une fiole de 20 mL complétée jusqu’au
trait de jauge par un solvant. Quelle est la concentration de la solution mère ?
Regarder les corrigés.
Exercice 7 :
La dilution de 5 mL de solution mère dans une fiole jaugée de 100 mL aboutit à une solution fille de
concentration 4 mmol.L-1. Quelle est la concentration de la solution mère ?
Exercice 8 :
Une solution fille à 3 mmol.L-1 a été obtenue en mélangeant 5 mL de solution mère qsp 200 mL.
Quelle est la concentration initiale ?
Exercice 9 :
Quelle concentration a une solution mère dont 2 mL ont été dilués en fiole jaugée de 50 mL et qui
permet d’obtenir une solution à 1 µmol.L-1 ?
Recherche de Vi
Exercice 10 :
Vous disposez d’une solution mère de concentration A mmol.L-1 et vous souhaitez préparer une
solution fille de concentration B mmol.L-1. Quel volume D devez-vous prélever pour obtenir C mL de
solution diluée ?
NB : la verrerie disponible est composée de :
-
Pipettes jaugées de 1, 2, 5, 10, 20 et 25 mL
-
Fioles jaugées de 20, 50, 100 et 200 mL.
A
10
24
20
25
B
5
6
4
0,5
C
20
100
50
50
D
Recherche de Vf
Exercice 11 :
Une solution mère à 15 mmol.L-1 a permis d’obtenir une solution fille à 1,5 mmol.L-1. Le technicien a
utilisé une pipette jaugée de 10 mL pour réaliser la dilution. Quel est le volume de la fiole qu’il a
utilisée ?
Regarder les corrigés.
Recherche de Vi et Vf – notion de d
Exercice 12 :
Vous devez diluer une solution au ½ avec le matériel disponible suivant :
-
Pipettes jaugées de 1, 2, 5, 10, 20 et 25 mL
-
Fioles jaugées de 20, 50, 100 et 200 mL.
Combien de possibilités existe-t-il ? Quelles sont-elles ?
Regarder le corrigé.
Exercice 13 :
Vous souhaitez réaliser différentes dilutions, quelles pipettes jaugées et fioles jaugées allez-vous
utiliser (verrerie identique à l’exercice 12)?
Dilution souhaitée
1/100
1/50
1/20
Pipette jaugée
Fiole jaugée
Observez bien les valeurs de dilutions données et les volumes trouvés.
Le volume de la pipette jaugée correspond à un volume de solution mère prélevé. Comment appellet-on classiquement ce volume ?
Le volume de la fiole jaugée correspond au volume dans lequel est préparée la solution fille ?
Comment appelle-t-on classiquement ce volume ?
Quelle relation lie la dilution aux 2 volumes trouvés ?
Regarder le corrigé.
Exercice 14 :
Vous souhaitez réaliser différentes dilutions, quelles pipettes jaugées et fioles jaugées allez-vous
utiliser (verrerie identique à l’exercice 12)?
Dilution souhaitée
1/4
2/5
1/25
Pipette jaugée
Fiole jaugée
Recherche de d et fd
Exercice 15 :
Plusieurs dilutions sont réalisées. La solution mère à Ci mmol.L-1 est diluée en une solution fille de
concentration Cf mmol.L-1. Quelles dilutions ces solutions ont-elles subies ?
Ci
8
100
80
10
6
6
Cf
4
25
10
2
2
4
dilution
Quel sont les facteurs de dilution mis en jeu dans ces dilutions ?
Facteur de
dilution
Quelle relation lie le facteur de dilution à la dilution ?
Regarder les corrigés.
Recherche de d, fd, Vi et Vf
Exercice 16 :
Vous disposez d’une solution mère à Ci mmol.L-1 et vous souhaitez préparer une solution fille à Cf
mmol.L-1. Déterminer la dilution à effectuer, le facteur de dilution correspondant ainsi que le volume
de solution mère à prélever et le volume de la fiole jaugée. La verrerie est identique à l’exercice 12.
☺ Pensez à appliquer tout ce que vous avez appris dans les exercices précédents.
Ci
10
20
150
60
100
Cf
5
2
1,5
15
40
d
fd
Vi
Vf
Regarder le corrigé.
Corrigés
Exercice 1 :
On sait que CiVi = CfVf d’où Cf = CiVi/Vf donc Cf = 2 x 10 / 20 = 1 mol.L-1.
Exercice 2 :
Cf = CiVi/Vf donc Cf = 10 x 1 / 100 = 0,1 µmol.L-1
Exercice 3 :
Cf = CiVi/Vf donc Cf = 10 x 10 /50 = 2 µmol.L-1
Exercice 4 :
Cf = CiVi/Vf donc Cf = 30 x 20/50 = 12 µmol.L-1
Exercice 5 :
Cf = CiVi/Vf donc Cf = 2 x 1 / 20 = 0,1 mol.L-1
Exercice 6 :
Ci = Cf Vf / Vi donc Ci = 0,1 x 20 /1 = 2 mmol.L-1
Exercice 7 :
Ci = Cf Vf / Vi donc Ci = 4 x 100 / 5 = 80 mmol.L-1
Exercice 8 :
Ci = Cf Vf / Vi donc Ci = 3 x 200 / 5 = 120 mmol.L-1
Exercice 9 :
Ci = Cf Vf / Vi donc Ci = 1 x 50 / 2 = 25 µmol.L-1
Exercice 10 :
Vi = CfVf / Ci donc Vi = 10 mL ; Vi = 25 mL ; Vi = 10 mL ; Vi = 1 mL
Exercice 11 :
Vf = CiVi / Cf donc Vf = 15 x 10 / 1,5 = 100 mL
Infos clés à retenir :
Ci = concentration initiale de la solution mère
Cf = concentration finale de la solution fille
Vi = volume initial = volume de solution mère à prélever
Vf = volume final = volume dans lequel est prélevé la dilution
Exercice 12 :
Une dilution au ½ signifie que l’on va mettre un volume de solution mère mélangé à ce même
volume de diluant.
Donc il existe 2 possibilités qui sont de prendre une pipette de 10 mL avec une fiole de 20 mL ou une
pipette de 25 mL avec une fiole de 50 mL.
Remarque : ½ = 10/20 = 25/50
Exercice 13 :
Dilution souhaitée
1/100
Pipette jaugée
Fiole jaugée
1/50
1/20
1
2
1
2
1
5
100
200
50
100
20
100
Le volume de la pipette jaugée correspond à Vi, celui de la fiole jaugée à Vf. La relation est alors
dilution = Vi/Vf.
En effet, pour trouver rapidement les volumes à prélever pour réaliser une dilution précise, il suffit
de faire des égalités entre la fraction de la dilution et le rapport Vi/Vf. Ex : 1/100 = 2 /200.
Infos clés à retenir :
dilution = Vi/Vf
La dilution est toujours inférieure ou égale à 1
L’équation CiVi = CfVf étant toujours valable, on aboutit à :
Dilution = Vi / Vf = Cf / Ci.
Exercice 14 :
Dilution souhaitée
1/4
2/5
1/25
Pipette jaugée
5
25
20
2
Fiole jaugée
20
100
50
50
Car ¼ = 5/20 = 25/100
Exercice 15 :
Ci
8
100
80
10
6
6
Cf
4
25
10
2
2
4
1/2
1/4
1/8
1/5
1/3
2/3
2
4
8
5
3
3/2
dilution
Facteur de
dilution
Infos clés à retenir :
Dilution = 1/ fd
En effet, la dilution est l’inverse du facteur de dilution
A ne pas confondre !!!
Exercice 16 :
Ci
10
20
150
60
100
Cf
5
2
1,5
15
40
d
1/2
1/10
1/100
1/4
2/5
fd
2
10
100
4
5/2
Vi
25
2
Vf
50
20 50 100 200
5
10
20
1
2
5
25
20
100
200
20
100
50
Autoévaluation
Trouver Ci, Cf, Vi ou Vf avec la formule CiVi = CfVf :
je ne sais pas
je sais en tâtonnant
je sais
je sais l’expliquer aux autres
Déterminer les dilutions à réaliser et les facteurs de dilutions correspondants :
je ne sais pas
je sais en tâtonnant
je sais
je sais l’expliquer aux autres