I- Les solutions. 1)- Solutions, soluté et solvant. 2)- Des ions ou des molécules en solution.

II- La concentration en masse. 1)- Définition : 2)- Exemple 01 : 3)- Application : 4)- Remarque :

III- Préparation des solutions. 1)- Matériel utilisé. 2)- Par dissolution. 3)- Par dilution.

IV- Applications. 1)- Dosage à l’aide d’une gamme d’étalonnage. 2)- QCM : QCM Questy 3)- Exercices : Exercices : énoncé avec correction.   DS

I- Les solutions.

1)- Solutions, soluté et solvant.

–  Lorsqu’on dissout une espèce chimique dans un liquide  et que l’ensemble forme un mélange homogène, on obtient une solution.

–  L’espèce chimique dissoute est appelée le soluté.

–  Le liquide dans lequel on dissout l’espèce chimique est appelé le solvant.

–  Si le solvant utilisé est l’eau, on obtient une solution aqueuse.

–  Remarque : dans l’eau, on peut dissoudre des solides, des liquides ou des gaz.

2)- Des ions ou des molécules en solution.

–  Les solutés peuvent être des espèces :

–  Ioniques,

–  Moléculaires,

–  Ioniques et moléculaires.

–  Exemples :

–  Soluté ionique :

–  Le soluté est ionique si la solution obtenue est formée d’ions parmi des molécules d’eau.

–  C’est le cas de la solution aqueuse de sulfate de cuivre II.

–  La solution contient des ions cuivre II  Cu²⁺ (aq) et des ions sulfate SO₄^2– (aq).

–  Lors de la réalisation de la solution avec le cristal ionique, le soluté réagit avec l’eau.

–  Soluté moléculaire :

–  Le soluté est moléculaire si la solution obtenue contient des molécules de soluté (soluté moléculaire) et des molécules d’eau.

–  Lors de la réalisation de la solution, le soluté de réagit pas avec l’eau.

–  C’est le cas de la solution de saccharose (C₁₂H₂₂O₁₁) et de celle du diiode I₂.

–  Remarque :

–  Il se peut que le soluté moléculaire réagisse partiellement avec l’eau pour donner des ions.

–  La solution aqueuse contient alors : des ions et des molécules de soluté n’ayant pas réagi.

II- La concentration en masse.

–  La concentration en masse, ou concentration massique ou titre massique.

1)- Définition :

–  La concentration en masse, ou titre massique, t d’une solution en espèce chimique dissoute

est le quotient de la masse m_soluté de soluté par le volume V_solution de la solution.

–  Relation :

2)- Exemple 01 :

–  Étiquette d’une eau minérale :

–  L’étiquette donne la concentration en masse des ions présents dans l’eau minérale.

3)- Application :

–  Dans une fiole jaugée de 100 mL, on introduit 2,5 g de glucose,

  puis on complète avec de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge.

  On mélange afin d’homogénéiser la solution.

–  Calculer la valeur de la concentration en masse t de la solution de glucose.

–  Dans le cas présent, le soluté est le glucose :

– 

4)- Remarque :

–  Il ne faut pas confondre la masse volumique ρ_solution avec la concentration en masse t_soluté d’un soluté dans une solution.

–  Ces deux grandeurs s’expriment dans la même unité.

–  Mais ces deux grandeurs sont différentes.

III- Préparation des solutions.

1)- Matériel utilisé.

–  La balance qui sert à peser les espèces chimiques solides et liquides.

–  Les capsules et verres de montre qui peuvent contenir des solides (on les utilise lors des pesées)

–  Les récipients comme les béchers et erlenmeyers qui peuvent contenir des espèces chimiques liquides ou des solutions aqueuses.

–  La verrerie qui permet la mesure du volume d’une solution :

  l’éprouvette graduée, la pipette jaugée, la pipette graduée, la fiole jaugée et la burette graduée.

–  Une pipette simple pour ajuster les volumes et une pissette d’eau distillée.

2)- Par dissolution.

a)-  Introduction :

–  La dissolution est l’obtention d’une solution par mélange d’un solvant et d’une espèce chimique.

b)-  Application :

–  On souhaite préparer un volume V = 100 mL d’une solution aqueuse de glucose de concentration en masse t = 18,0 g / L à partir de glucose solide.

–  Indiquer le matériel utilisé et donner le mode opératoire.

–  Déterminer la masse de glucose nécessaire à la préparation de la solution.

–  Matériel utilisé :

–  Une balance pour peser le glucose, un verre de montre, un entonnoir, une fiole jaugée de 100 mL et de l’eau distillée.

–  Mode opératoire :

–  On pèse la masse m de soluté au moyen d’une balance.

–  On place le soluté dans un récipient et on utilise la fonction tare de la balance pour lire directement la masse du contenu du récipient.

–  On introduit le solide dans une fiole jaugée de volume V = 100 mL en utilisant un entonnoir.

–  On rince le récipient utilisé et l’entonnoir avec une pissette d’eau distillée.

–  L’eau de rinçage doit couler dans la fiole jaugée.

–  On remplit la fiole jaugée environ aux trois quarts avec de l’eau distillée et on agite pour accélérer la dissolution et homogénéiser la solution.

-  On complète avec de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge.

–  On ajuste le niveau avec une pipette simple.

–  On bouche et on agite pour homogénéiser.

–  Masse de glucose nécessaire :

–  m = t . V  (2)

–  Application numérique :

–  m ≈ 18,0 x 100 x 10^–3

–  m ≈ 1,80 g

c)-  Schématisation des différentes étapes :

 

Protocole

3)- Par dilution.

a)-  Principe :

–  La dilution d’une solution aqueuse est l’ajout d’eau à cette solution.

–  La solution aqueuse obtenue (solution fille) est moins concentrée que la solution initiale (solution mère).

b)-  Schématisation des différentes étapes :

c)-  Remarques importantes :

–  Au cours d’une dilution, la masse de soluté m_m prélevé dans la solution mère est égale à la masse de soluté m_f  présent dans la solution fille.

–  En conséquence :

–   m_m = m_f

–  t_m . V_m = t_f . V_f

–  Facteur de dilution F :

–  Le facteur de dilution est le nombre qui caractérise la dilution effectuée.

–  Il est défini par la relation suivante :

– 

–  Comme t_m > t_f, le facteur de dilution F > 1

d)-  Application :

–  On désire diluer 20 fois une solution mère de diiode  pour préparer un volume V_f = 200 mL d’une solution fille de diiode.

–  Déterminer le volume de solution mère nécessaire à la préparation de la solution.

–  Indiquer le matériel utilisé et donner le mode opératoire.

–  Réponse :

–   On connait le facteur de dilution F = 20.

–  Connaissant le volume de la solution fille à préparer, on peut en déduire le volume de la solution mère à prélever.

–  Relation :

–   

–  Matériel :

–  Récipient : bécher ou erlenmeyer.

–  Matériel permettant la mesure précise de volumes :

–  Une pipette jaugée de 10 mL muni de sa propipette.

–  Une fiole jaugée de 200 mL

–  Pipette simple pour ajuster le volume.

–  Solutions : solution mère et pissette d’eau distillée.

  Mode opératoire :

–  On verse un peu de solution mère dans un bécher (on ne pipette jamais dans le récipient qui contient la solution mère).

–  On prélève le volume V_m = 10 mL à l’aide d’une pipette jaugée muni de sa propipette.

–  On verse le volume V_m = 10 mL dans une fiole jaugée de 200 mL.

–  On remplit la fiole jaugée environ aux trois quarts avec de l’eau distillée.

–  On mélange.

–  On complète avec de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge.

-  On ajuste le niveau avec une pipette simple.

-  On bouche et on agite pour homogénéiser.

IV- Applications.

1)- Dosage à l’aide d’une gamme d’étalonnage.

2)- QCM :

QCM N° 02 Les solutions aqueuses.

La concentration en masse.

La préparation des solutions.

sous forme de tableau

3)- Exercices :