Fiche de révision : Solutions et identification chimique

📋 Plan du Cours

1. Préparation par dissolution
2. Préparation par dilution
3. Identification par grandeurs physiques
4. Identification par tests chimiques
5. Solutions et concentrations
6. Corps purs et mélanges
7. Identification par chromatographie

📖 1. Préparation par dissolution

🔑 Notions clés & Définitions

• Dissolution : L’obtention d’une solution par mélange d’un solide et d’une espèce chimique.

★ À maîtriser

📐 Formule - La masse de soluté à prélever vérifie $m=t\times V_{\text{solution}}$, avec m en g, t en g·L⁻¹ et V_solution en L.

Compléments

• Pour préparer 100,0 mL d’une solution aqueuse de glucose à 20,0 g·L⁻¹, il faut prélever 2,00 g de glucose.

💡 Astuce mémo

Peser le solide, le dissoudre, puis compléter au trait de jauge.

📖 2. Préparation par dilution

🔑 Notions clés & Définitions

• Dilution : La dilution d’une solution aqueuse consiste à lui ajouter de l’eau, ce qui produit une solution fille moins concentrée que la solution mère.

★ À maîtriser

📐 Formule - Lors d’une dilution, la masse de soluté prélevée dans la solution mère égale celle présente dans la solution fille : $t_m\times V_p=t_f\times V_f$.

📐 Formule - Le facteur de dilution vérifie $F=\frac{t_m}{t_f}=\frac{V_f}{V_p}$.

Compléments

• Pour diluer 5 fois une solution mère à 100,0 g·L⁻¹ et obtenir 100,0 mL de solution fille, on prélève 20,0 mL de solution mère et la solution fille a une concentration de 20 g·L⁻¹.

💡 Astuce mémo

La solution mère est concentrée ; la solution fille, obtenue par ajout d’eau, l’est moins.

📖 3. Identification par grandeurs physiques

★ À maîtriser

• À pression constante, l’expérience permet de déterminer la température de changement d’état d’un corps pur.

📐 Formule - La masse volumique vérifie $\rho=\frac{m}{V}$, avec ρ en g·L⁻¹, m en g et V en L.

📐 Formule - La densité d’un liquide ou d’un solide vérifie $d=\frac{\rho}{\rho_{\text{eau}}}$, avec $\rho_{\text{eau}}=1{,}00\times10^3\ \text{g·L}^{-1}$ ; d est sans unité.

Compléments

• À 20 °C, les masses volumiques données sont :
  • or 19,3 g·cm⁻³
  • plomb 11,3 g·cm⁻³
  • cuivre 8,9 g·cm⁻³
  • argent 10,5 g·cm⁻³
  • aluminium 2,7 g·cm⁻³
  • fer 7,9 g·cm⁻³
  • zinc 7,1 g·cm⁻³

📖 4. Identification par tests chimiques

★ À maîtriser

• Le test du dioxyde de carbone consiste à faire passer le gaz dans l’eau de chaux, qui se trouble.

• Une allumette incandescente se rallume au contact du dioxygène.

Compléments

• Le test du dihydrogène est associé à une détonation.

📖 5. Solutions et concentrations

🔑 Notions clés & Définitions

• Solution : Un mélange formé par la dissolution d’un soluté dans un solvant.

★ À maîtriser

📌 Dans une solution, le soluté est l’espèce minoritaire, ionique ou moléculaire, tandis que le solvant est l’espèce majoritaire.

📐 Formule - La concentration en masse vérifie $t=\frac{m_{\text{soluté}}}{V_{\text{solution}}}$, avec t en g·L⁻¹, la masse de soluté en g et le volume de solution en L.

Compléments

• Dans une solution aqueuse, le solvant est l’eau.

• Dans une solution ionique, le soluté est une espèce ionique ; par exemple, NaCl solide dissous dans l’eau donne Na⁺(aq) et Cl⁻(aq), tandis que CuCl₂ solide donne Cu²⁺(aq) et 2 Cl⁻(aq).

• Dans une solution moléculaire, le soluté est une espèce moléculaire ; le glucose C₆H₁₂O₆ et le saccharose C₁₂H₂₂O₁₁ sont présentés comme des molécules dissoutes en solution aqueuse.

• Un dosage par étalonnage estime la concentration inconnue en comparant la teinte de la solution à celles d’une échelle de teintes ; l’exemple situe la concentration entre 0,3 et 0,4 g·L⁻¹.

💡 Astuce mémo

Le soluté est minoritaire ; le solvant est majoritaire.

📖 6. Corps purs et mélanges

🔑 Notions clés & Définitions

• Corps pur : Constitué d’une seule espèce chimique.
• Mélange : Constitué de plusieurs espèces chimiques.

★ À maîtriser

📌 Dans un mélange homogène, les constituants ne sont pas différenciables à l’œil nu, comme dans l’eau salée.

📌 Dans un mélange hétérogène, les constituants sont différenciables à l’œil nu, comme dans une vinaigrette.

Compléments

📐 Formule - La proportion en masse d’une espèce E dans un mélange vérifie $\frac{m(E)}{m_{\text{tot}}}$, les masses étant exprimées dans la même unité.

📐 Formule - La proportion en volume d’une espèce E dans un mélange vérifie $\frac{V(E)}{V_{\text{tot}}}$, les volumes étant exprimés dans la même unité.

💡 Astuce mémo

Un mélange homogène ne distingue pas ses constituants à l’œil nu ; un mélange hétérogène les distingue.

📖 7. Identification par chromatographie

📝 Points essentiels

• La chromatographie sur couche mince (CCM) permet de séparer et d’identifier les espèces chimiques présentes dans un mélange.

📌 Pour un éluant et un support donnés, une espèce chimique migre de la même façon qu’elle soit pure ou présente dans un mélange.