Fiche de révision : Dilution et pH des solutions aqueuses

📋 Plan du Cours

1. Préparation d’une solution par dilution
2. Mesure et interprétation du pH
3. Loi et calculs de dilution

📖 1. Préparation d’une solution par dilution

🔑 Notions clés & Définitions

• Solution mère : Solution dont on prélève un volume précis pour fabriquer une solution diluée appelée solution fille.

★ À maîtriser

• Pour préparer une solution fille par dilution, on prélève un volume V₀ de solution mère avec une pipette jaugée, on le verse dans une fiole jaugée de volume V_f, puis on ajoute de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge.

Compléments

📌 La solution fille est moins concentrée que la solution mère, car la dilution diminue la concentration par ajout de solvant.

💡 Astuce mémo

Prélever la solution mère, compléter à l’eau jusqu’au trait, obtenir la solution fille.

📖 2. Mesure et interprétation du pH

★ À maîtriser

📌 Une solution aqueuse est acide si son pH est inférieur à 7, neutre si son pH est égal à 7 et basique si son pH est supérieur à 7.

📐 Formule - La concentration molaire en ions oxonium est liée au pH par $[\mathrm{H_3O^+}] = 10^{-\mathrm{pH}}$, avec [H₃O⁺] exprimée en mol·L⁻¹.

Compléments

• Avec le papier pH, on dépose quelques gouttes de solution sur un morceau de papier pH placé dans une coupelle, puis on compare sa couleur au nuancier pour déterminer le pH.

• Avec un pH-mètre, on verse un peu de solution dans un bécher, on plonge la sonde dans la solution, puis on lit le pH affiché à l’écran.

• Les pH mesurés au pH-mètre sont :

  • 2,1 pour le vinaigre blanc
  • 9,1 pour la solution de bicarbonate de sodium
  • 7,4 pour l’eau du robinet

• Dans les mesures proposées, le pH-mètre donne des valeurs plus précises que le papier pH.

💡 Astuce mémo

pH inférieur à 7 : acide ; pH supérieur à 7 : basique.

📖 3. Loi et calculs de dilution

🔑 Notions clés & Définitions

• Dilution : Opération qui diminue la concentration d’une solution par ajout de solvant.

★ À maîtriser

• Lors d’une dilution, la quantité de soluté prélevée dans la solution mère se conserve dans la solution fille.

📐 Formule - Le facteur de dilution vérifie $F = \frac{C_0}{C_f} = \frac{V_f}{V_0}$, où C₀ et C_f sont les concentrations de la solution mère et de la solution fille, et V₀ et V_f leurs volumes correspondants.

Compléments

• Pour diluer 10 fois une solution d’acide éthanoïque de concentration C₀ = 0,15 mol·L⁻¹ afin d’obtenir 100 mL de solution fille, il faut prélever 10 mL de solution mère et la concentration fille vaut 0,015 mol·L⁻¹.

• Pour préparer 500 mL de solution fille d’acide chlorhydrique à 0,2 mol·L⁻¹ à partir d’une solution mère à 2 mol·L⁻¹, le facteur de dilution est 10 et le volume de solution mère à prélever est 50 mL.

• Un protocole qui prélève 20 mL d’une solution mère à 1,0 mol·L⁻¹ et complète dans une fiole jaugée de 50 mL produit une solution fille à 0,40 mol·L⁻¹, et non à 0,25 mol·L⁻¹.

💡 Astuce mémo

La concentration diminue, mais la quantité de soluté se conserve.