2nd – Chap 2 : Les solutions

 

.

– Le Cours

.

.

I Vocabulaire :

Une dissolution consiste à dissoudre un solide appelé « soluté » dans un liquide appelé « solvant » (généralement de l’eau) afin d’obtenir une solution. Lorsque le solvant est de l’eau, on parle solution aqueuse.

Une dilution consiste à ajouter du solvant (généralement de l’eau) de façon à obtenir une concentration moins élevée en soluté.

.

.

II La préparation d’une solution par dissolution d’un soluté.

.

2.1° Protocole de dissolution d’un solide dont la masse « m » est connue :

.

> On pèse une masse de soluté.

> On place cette quantité dans une fiole jaugée de volume connu.

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

Le protocole en image : Cliquez sur l’image si vous désirez accéder à l’animation correspondante. Il vous faudra pour cela utiliser un navigateur que vous saurez débloquer à la demande (Voir tube-a-essai.fr > La réserve > Débloquer mon navigateur)

.

Calcul de concentrations en masse correspondante

.

La concentration en masse obtenue se calcule en opérant :

Cm = mSoluté / VSolution

Avec :

  • mSoluté : Masse de soluté (en g)
  • VSolution : Volume de solution (en L)
  • Cm : Concentration en masse (en g.L-1)

.

.

2.2° Protocole de dissolution d’un solide dont la quantité de matière « n » est connue :

.

On procède de la même façon mais en utilisant cette fois-ci des moles (ou millimoles)

.

On utilise la relation nSoluté = mSoluté / MSoluté pour obtenir la quantité de matière correspondant au solide pesé. On peut alors calculer la concentration en quantité de matière (notée C ou Cn) :

C = nSoluté / VSolution

Avec :

  • nSoluté : Quantité de matière de soluté (en mol)
  • VSolution : Volume de solution (en L)
  • Cn ou C : Concentration en quantité de matière (en mol.L-1)

.

.

III La préparation d’une solution par dilution.

.

3.1° Le principe du prélèvement

On prélève un peu d’une solution dite « mère » qu’on va diluer avec de l’eau. On obtient ainsi une solution dite « fille », qui sera moins concentrée.

.

3.2° Le protocole de dilution d’une solution dont la concentration massique (ou le « titre ») est connu.

> On effectue un prélèvement d’un volume de solution « mère » à l’aide d’une pipette graduée.

> On place ce prélèvement dans une fiole jaugée de volume connu.

> On complète avec de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge pour obtenir une solution « fille ».

Le protocole en image : Cliquez sur l’image ci-dessous si vous désirez accéder à l’animation correspondante. Il vous faudra pour cela utiliser un navigateur que vous saurez débloquer à la demande (Voir tube-a-essai.fr > La réserve > Débloquer mon navigateur)

.

3.3° Le protocole de dilution d’une solution dont la concentration molaire est connue.

On procèdera de la même façon mais les quantités seront mesurées en mol (ou millimoles)

.

.

IV Établissement de la loi des dilutions.

.

On peut symboliser l’opération de dilution par le schéma suivant :

.

.

4.1° Le calcul de la quantité de matière transférée

.

Dans le prélèvement, la quantité de matière est :

nPrélèvement = Cmère × VPrélevement

Dans la solution fille on peut aussi écrire :

nfille = Cfille × Vfille

Or on écrira : nPrélevement = nfille car la quantité de matière prélevée dans la solution mère est versée dans la solution fille (puis on ajoutera de l’eau).

On peut donc écrire :

Cmère × VPrélevement = Cfille × Vfille

Cette équation est retenue sous le nom de « Loi des dilutions ».

.

Remarque : On peut évidemment l’écrire sous la forme C1 × V1 = C2 × V2, à condition de bien maîtriser la signification des notations utilisées /!\

Autre remarque : On peut établir la même relation avec les concentrations en masse. On obtient alors une relation avec les concentrations massiques (ou « titre massique ») :

Cm(mère) × VPrélevement = Cm(fille) × Vfille

.

4.2° Le rapport de dilution (ou facteur de dilution)

.

La loi des dilutions peut s’écrire sous la forme équivalente suivante :

Ce rapport entre les concentrations est égal à l’inverse du rapport entre les volumes utilisés.

.

.

Exercices possibles pour la partie 2

.

Pour tous les exercices : On donne NA = 6,02 × 1023 (unité SI) ; Les masses molaires sont à chercher dans le tableau périodique (Voir Tube-a-essai > La réserve).

Exercices d’application directe du cours, à rédiger à la maison : n° 23 n° 26 et n° 27 – p 32. Entrainez-vous, leurs corrigés sont déjà accessibles dans la partie « Corrigés des exercices » au bas de cette page.

Exercices d’approfondissement p 33 et suivantes : n° 30 (id TP) – 31(Compléments pour daltonien) – 49(*pour le 3°, calculer seulement la valeur moyenne) – Ex n°46 (=voir ex corrigé p 468 et construire la courbe avec le logiciel Regressi (*Voir indication « REGRESSI » ci-dessous)

Exercice de type  « problème » identique à l’ex résolu : n° 39 – p 35.

Exercices en autonomie : « Contrôle technique ! » p 31 & QCM – « Pour faire le point » p 33

?

*(*REGRESSI) : Indication pour le n° 46 : Le logiciel Regressi permet de tracé la droite instantanément. Il est disponible dans « tube-a-essai.fr > La réserve > « Logiciels pédagogiques ». Sinon, utiliser Excel.

.

.

Bilan du chapitre

.

Cliquer sur le lien suivant pour accéder à « L’essentiel du chap 1 – Partie II – (à compléter)« 

Cliquer sur le lien suivant pour accéder à une « Synthèse des activités du chapitre ».

.

.

Corrigés des exercices

.

Utilisez les liens suivants pour accéder aux corrigés des exercices.

.

Corrigés des exercices d’application directes :

Lien pour accéder à la « Rédaction de l’exercice 23« 

Lien pour accéder à la « Rédaction de l’exercice 26« 

Lien pour accéder à la « Rédaction de l’exercice 27« 

.

Corrigés des exercices d’approfondissement :

Lien pour accéder à la « Rédaction de l’exercice 30« 

Lien pour accéder à la « Rédaction de l’exercice 31« 

Lien pour accéder à la « Rédaction de l’exercice 46« 

Lien pour accéder à la « Rédaction de l’exercice 49« 

Corrigé de l’exercice identique à l’exercice résolu :

Lien pour accéder à la « Rédaction de l’exercice 39 – id à résolu (avec barème)« 

.

Lien pour acceder à la correction de l’évaluation n°2 sur la loi de Beer-Lambert.

.

Indication : Les liens suivants ne seront accessibles que lorsque le chapitre ou la partie de chapitre sera terminé.

.

.

Le contenu ci-dessous est protégé par mot de passe

Un code vous sera donné par votre professeur lorsque le chapitre sera terminé.

.