Fiche de révision : Solutions aqueuses et concentrations

📋 Plan du Cours

1. Solutions, solvants et solutés
2. Concentration en masse et saturation
3. Préparation par dissolution
4. Préparation par dilution
5. Dosage par étalonnage
6. Échelle de teintes
7. Courbe d’étalonnage

📖 1. Solutions, solvants et solutés

🔑 Notions clés & Définitions

• Solution : Mélange homogène composé d’un solvant et d’un ou plusieurs solutés.
• Solution aqueuse : Solution dont le solvant est l’eau.

★ À maîtriser

📌 Dans une solution, l’espèce chimique majoritaire est le solvant et les espèces chimiques minoritaires sont les solutés.

Compléments

• Dans le jus de fruits, l’eau est le solvant et le sucre et les arômes sont les solutés.

• Dans le sérum physiologique, l’eau est le solvant et le chlorure de sodium est le soluté.

💡 Astuce mémo

Le solvant domine en quantité ; le soluté est minoritaire.

📖 2. Concentration en masse et saturation

🔑 Notions clés & Définitions

• Concentration en masse : Masse de ce soluté dissoute par litre de solution et s’exprime généralement en grammes par litre (g/L).
• Concentration maximale : Concentration à partir de laquelle la solution ne peut plus contenir davantage de soluté dissous.

★ À maîtriser

📐 Formule - La concentration en masse vérifie $C_m = \frac{m}{V}$, avec $C_m$ en g/L, la masse de soluté $m$ en g et le volume de solution $V$ en L.

• Quand la quantité de soluté dépasse la quantité pouvant se dissoudre, la dissolution n’est plus possible et la solution est saturée.

Compléments

📌 La concentration en masse et la masse volumique peuvent s’exprimer dans la même unité, mais elles n’ont pas la même signification.

💡 Astuce mémo

Trop de soluté → dissolution impossible → solution saturée.

📖 3. Préparation par dissolution

🔑 Notions clés & Définitions

• Dissolution : Préparer une solution par dissolution consiste à mélanger un solvant et un soluté capable de s’y dissoudre.

📝 Points essentiels

📐 Formule - Pour préparer une solution par dissolution, la masse de soluté nécessaire vérifie $m=C_m\times V$.

• 🔄 La préparation par dissolution suit ces étapes :
  1. Peser la masse nécessaire de soluté.
  2. Introduire le soluté dans une fiole jaugée du volume voulu et rincer la coupelle et l’entonnoir avec le solvant.
  3. Remplir la fiole à moitié et agiter latéralement.
  4. Compléter jusqu’au trait de jauge et agiter verticalement.

💡 Astuce mémo

Peser, introduire, agiter à moitié, compléter au trait.

📖 4. Préparation par dilution

🔑 Notions clés & Définitions

• Dilution : Une dilution consiste à obtenir une solution fille moins concentrée à partir d’une solution mère en ajoutant du solvant pur.
• Facteur de dilution : Le facteur de dilution vérifie $F=\frac{C_{m,\mathrm{mère}}}{C_{m,\mathrm{fille}}}=\frac{V_{\mathrm{fille}}}{V_{\mathrm{mère}}}$ ; il est sans unité et toujours supérieur à 1.

📝 Points essentiels

📐 Formule - Lors d’une dilution, la relation entre les concentrations et les volumes est $C_{m,\mathrm{mère}}V_{\mathrm{mère}}=C_{m,\mathrm{fille}}V_{\mathrm{fille}}$.

• 🔄 La préparation par dilution suit ces étapes :
  1. Prélever le volume nécessaire de solution mère avec une pipette jaugée.
  2. Introduire le prélèvement dans une fiole jaugée du volume final.
  3. Remplir à moitié avec du solvant et agiter latéralement.
  4. Compléter jusqu’au trait de jauge et agiter verticalement.

💡 Astuce mémo

La solution mère est plus concentrée ; la solution fille est diluée par ajout de solvant.

📖 5. Dosage par étalonnage

🔑 Notions clés & Définitions

• Dosage : Un dosage permet de déterminer la concentration en masse d’un soluté dissous dans une solution.
• Dosage par étalonnage : Le dosage par étalonnage repose sur des solutions étalons contenant l’espèce chimique à doser à différentes concentrations connues.

📖 6. Échelle de teintes

★ À maîtriser

• Pour encadrer la concentration d’une solution colorée à l’aide d’une échelle de teintes, on compare sa couleur à celle de solutions étalons de concentrations croissantes et connues.

Compléments

• La dilution d’une solution colorée rend sa couleur plus claire.

• L’échelle de teintes ne fournit qu’un encadrement de concentration et comporte une part d’imprécision.

💡 Astuce mémo

Une rangée de teintes, de plus en plus foncées, encadre la concentration inconnue.

📖 7. Courbe d’étalonnage

📝 Points essentiels

• Pour déterminer une concentration inconnue avec une courbe d’étalonnage, on prépare une gamme de solutions étalons, on mesure pour chacune une grandeur physique dépendant de la concentration en masse, on trace la grandeur en fonction de cette concentration, puis on mesure la grandeur de la solution inconnue et on lit graphiquement sa concentration sur la courbe.

💡 Astuce mémo

Étalons → mesures → courbe → lecture de la concentration inconnue.