Composition des mélanges

A

Solution aqueuse

• Une solution est un mélange.


• Le solvant est le composant majoritaire du mélange.


• Le soluté est l’espèce qui est dispersée dans le solvant.

B

Concentration en soluté

• La concentration en masse $\gamma$ (en g·L^-1) d’un soluté est la masse $m$ (en g) de soluté dissous dans le volume $V$ (en L) de la solution, elle s'écrit $\gamma =\frac{m}{V}$.

⚠️ Concentration d’un soluté en solution ≠ masse volumique de la solution. Parfois exprimées dans la même unité, la masse volumique d’une substance concerne la masse d’un ensemble, alors que la concentration concerne la masse d’un soluté dans un ensemble.

C

Concentration maximum

• Seule une quantité limitée de soluté peut être dissoute dans un volume de solvant.


• Lorsque l’on ne peut plus dissoudre de soluté, on dit que la solution est saturée en soluté.


• La solubilité est la concentration maximum d'un soluté dans un solvant donné.

A

Dissolution

• La dissolution est la dispersion d’un soluté dans un solvant.


• Agiter permet d’accélérer la dissolution et d’homogénéiser la solution finale.


• Chauffer permet souvent d’accélérer la dissolution et d'augmenter la solubilité en général.

B

Dilution

• Une dilution est la diminution de la concentration d’une solution par ajout de solvant sans ajout de soluté.


• La solution mère est la solution de départ.


• La solution fille est la solution obtenue après dilution. La solution fille est donc moins concentrée que la solution mère.

C

Conservation de la masse

Quelle que soit la technique, la masse de soluté prélevée se retrouve toujours dans la solution préparée.


• Dissolution :
  La masse de soluté pesée est égale à celle qui se retrouve en solution : $m_{\text{soluteˊ peseˊ}}=m_{\text{soluteˊ en solution}}={\gamma }_{\text{solution}}\cdot V_{\text{solution}}.$


• Dilution :
  La masse de soluté prélevée dans la solution mère est égale à la masse de soluté contenue dans la solution fille : $m_{\mathrm{m}\grave{\mathrm{e}}\mathrm{r}\mathrm{e}}=m_{\mathrm{f}\mathrm{i}\mathrm{l}\mathrm{l}\mathrm{e}}.$ On a donc : ${\gamma }_{\text{meˋre}}\cdot V_{\text{meˋre}}={\gamma }_{\text{fille}}\cdot V_{\text{fille}}$


• Soit : $\frac{{\gamma }_{\text{meˋre}}}{{\gamma }_{\text{fille}}}=\frac{V_{\text{fille}}}{V_{\text{meˋre}}}=F$ où $F$ est le facteur de dilution.

A

Échelle de teintes

• La couleur d'une espèce colorée diluée devient plus claire.


• Une série de solutions de concentrations connues d’une même espèce colorée est appelée échelle de teintes.


• À partir de l'échelle des teintes, on peut ensuite comparer avec la couleur d’une solution de concentration inconnue et obtenir un encadrement de sa valeur.

B

Courbe d’étalonnage

• Le lien entre une grandeur physique (notée $G$) et la concentration (notée $\gamma$), peut être représenté graphiquement à partir d'une série de solutions de concentrations $\gamma$ connues d’une même espèce :
  1) on mesure la valeur de $G$ pour chacune d’entre elles ;
  2) on trace une courbe $G=f(\gamma )$.


• Pour plus de précision , il est recommandé d'effectuer une large gamme de mesures pour réaliser la courbe et de modéliser puis lisser la courbe d’étalonnage.

Les calculs de concentration ont ici été réalisés à partir de la masse de soluté présente initialement mais les solutés peuvent être présents sous des formes différentes en solution.


Ce modèle permet :
• de calculer la concentration effective en solution de solutés composés de molécules.


Mais il ne permet pas :
• calculer les concentrations effectives des solutés qui se transforment lors du passage de la forme solide à la solution comme dans le cas des solutés ioniques.