Fiche de révision : Formules de chimie en solution

📋 Plan du Cours

1. Grandeurs et concentrations en solution
2. Dosages et conductivité
3. pH polarité et avancement

📖 1. Grandeurs et concentrations en solution

★ À maîtriser

📐 Formule - Les conversions de volume sont $1\,\mathrm{mL}=10^{-3}\,\mathrm{L}$ et $1\,\mathrm{L}=1000\,\mathrm{mL}$.

📐 Formule - La quantité de matière vérifie $n=\frac{m}{M}$, soit $m=n\times M$.

📐 Formule - La concentration molaire vérifie $C=\frac{n}{V}$, soit $n=C\times V$, et s’exprime en $\mathrm{mol\cdot L^{-1}}$.

📐 Formule - La concentration massique vérifie $C_m=\frac{m_{\mathrm{soluté}}}{V}$ et s’exprime en $\mathrm{g\cdot L^{-1}}$.

Compléments

📐 Formule - La concentration massique et la concentration molaire sont reliées par $C_m=C\times M$, avec une masse molaire en $\mathrm{g\cdot mol^{-1}}$.

📐 Formule - La masse volumique vérifie $\rho=\frac{m}{V}$ et peut être exprimée en $\mathrm{g\cdot L^{-1}}$ ou en $\mathrm{kg\cdot m^{-3}}$.

📐 Formule - La densité est le rapport $d=\frac{\rho}{\rho_{\mathrm{eau}}}$, avec $\rho_{\mathrm{eau}}=1\,\mathrm{kg\cdot L^{-1}}$.

📖 2. Dosages et conductivité

🔑 Notions clés & Définitions

• Équivalence : mélange stœchiométrique du réactif titrant et du réactif titré

★ À maîtriser

📐 Formule - La loi de Beer-Lambert relie l’absorbance A et la concentration C par $A=k\times C$, d’où $C=\frac{A}{k}$.

📐 Formule - Lors d’une dilution, la relation entre la solution mère et la solution fille est $C_mV_m=C_fV_f$, avec $F=\frac{C_m}{C_f}$ et $V_m=\frac{V_f}{F}=\frac{C_fV_f}{C_m}$.

📐 Formule - La conductivité σ d’une solution vérifie $\sigma=\sum_i\lambda_i[X_i]$.

📐 Formule - Pour une solution suffisamment diluée, la loi de Kohlrausch donne $\sigma=k\times C$ : la conductivité σ est proportionnelle à la concentration C.

📌 La proportionnalité entre A et C signifie que la courbe est une fonction linéaire représentée par une droite passant par l’origine du repère.

Compléments

📐 Formule - Dans la relation d’étalonnage, le coefficient directeur est $k=\frac{y_B-y_A}{x_B-x_A}$.

💡 Astuce mémo

Dilution ou équivalence → concentration déterminée

📖 3. pH polarité et avancement

★ À maîtriser

📐 Formule - Le pH est défini par $\mathrm{pH}=-\log[\mathrm{H_3O^+}]$, d’où $[\mathrm{H_3O^+}]=10^{-\mathrm{pH}}$.

📐 Formule - Si H₃O⁺ est le réactif totalement consommé, alors $C_aV_E-x_f=0$ et $x_f=C_aV_E$ ; si HO⁻ est totalement consommé, alors $C_bV_A-x_f=0$ et $x_f=C_bV_A$.

• Pour la réaction $\mathrm{H_3O^+ + HO^- \rightarrow 2H_2O}$, le tableau d’avancement décrit successivement l’état initial, l’état intermédiaire puis l’état final.

📌 Pour déterminer si une molécule est polaire, on utilise notamment son schéma de Lewis ; l’eau H₂O et le chlorure d’hydrogène HCl sont des molécules polaires.

Compléments

📐 Formule - Dans l’état initial de la réaction, les quantités de matière sont $n(\mathrm{H_3O^+})=C_aV_E$, $n(\mathrm{HO^-})=C_bV_A$ et $n(\mathrm{H_2O})=0$.

• À l’état final, les quantités de réactifs sont $C_aV_E-x_f$ et $C_bV_A-x_f$, tandis que la quantité d’eau formée est $2x_f$.

💡 Astuce mémo

Lewis → polarité ; initial → intermédiaire → final