Solutions aqueuses

Les Notions et Attendus

  • Définition d'une solution aqueuse
  • Identifier le soluté et le solvant d'une solution aqueuse à partir de sa composition ou de son mode opératoire de préparation.

  • Définir la concentration en masse et la concentration en masse maximale de soluté
  • Déterminer la concentration en masse de soluté dans une solution aqueuse à partir du mode opératoire.
  • Déterminer la concentration en masse maximale de soluté a partir de données expérimentale

  • Différencier dissolution et dilution
  • Préparer une solution aqueuse à la concentration en masse de soluté demandée

  • Déterminer la valeur d’une concentration en masse à l’aide d’une gamme d’étalonnage (échelle de teinte ou mesure de masse volumique).

  • Pour mieux comprendre la notions d'incertitude sur une mesure : Mesurer des masses pour étudier la variabilité du volume mesuré par une pièce de verrerie.
  • choisir et utiliser la verrerie adaptée pour préparer une solution par dissolution ou par dilution.
Le cours

1. Solutions aqueuses, Solvant et soluté

2. Concentration en masse

3. Préparer une solution aqueuse

Pour préparer une solution aqueuse avec une concentration en masse de soluté donnée, il peut y avoir deux cas de figure :

Capacité expérimentale

Relation importante

Cette égalité peut s'avérer très utile lorsqu'on réalise une dilution :
\(\frac {C_{m,mère}}{C_{m,fille}} = \frac {V_{tot}}{V_{p}}\)
  • \(C_{m,mère}\) la concentration de la solution mère
  • \(C_{m,fille}\) la concentration de la solution fille que l'on doit préparer
  • \(V_{p}\) Le volume de solution mère à prélever
  • \(V_{tot}\) le volume total de solution fille à préparer
Elle permet par exemple de déterminer \(V_{p}\) le volume de solution mère à prélever pour réaliser une dilution, si on connait \(V_{tot}\), \(C_{m,fille}\) et \(C_{m,mère}\).

4. Dosage par étalonnage

N'ayez crainte cette méthode à l'appellation d'apparence compliquée ne présente en fait pas vraiment de difficultés.

Analogie introductive

Imaginez que je vous donne un cube et que je vous demande sans règle ni aucun autre appareil de mesure de me donner le volume de ce cube. A part me donner une intuition à vu d'oeil, vous n'en aurez aucune idée.
Maintenant si je vous donne en plus 5 ou 6 cubes en vous indiquant leur volume écrit en mètre cube dessus, vous serez en mesure de comparer le premier cube aux autres pour me donner un volume plus précis.
On peut donc conclure que le volume du cube inconnu est compris entre 2 et 3 mètres cube.
Maintenant dans le cadre du cours nous allons utiliser le même raisonnement mais cette fois ci non plus pour des cubes dont on ne connait pas le volume mais pour des solutions dont on ne connait pas la concentration en masse de soluté.
Il y a deux cas de figure :

Si la solution est colorée

Dans ce genre de solution, plus elle est concentrée, plus la couleur est intense. On a donc une propriété mesurable a l'oeil nu, reliée à la concentration
Dans ce cas vous aurez besoin d'une échelle de teinte dont les concentrations en masse de soluté sont données (ici écrite en \(g.L^{-1}\)):
Et en comparant la couleur de la solution de concentration inconnue à l'échelle de teinte, vous pouvez conclure que la concentration en masse de soluté inconnue est entre 1 et 2 grammes par litre c'est ce qu'on appelle donner un encadrement de la concentration, on écrit : \(1 \ g.L^{-1}\) < \(C_m\) < \(2 \ g.L^{-1}\) .

Si la solution est incolore

Nous utiliserons la masse volumique. En effet plus la concentration en masse est élevée plus masse volumique est grande.
Cette fois ci nous devons mesurer la masse volumique de solutions de concentrations connues afin d'établir une courbe d'étalonnage :
Puis nous mesurons la masse volumique de la solution de concentration inconnue. On en déduit la valeur de cette concentration inconnue grâce a la courbe d'étalonnage.
Ici on en déduit une concentration en masse d'environ \(2,5 \ g.L^{-1}\)

Exercices