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Chap. 10
Les solutions
I. Unité de quantité de matière
1- Le changement d’échelle
A l’échelle microscopique on peut considérer la masse d’un atome de fer
m(Fe)  9,3.10-26 kg mais dans la vie nous utilisons de l’ordre de quelques grammes de fer par exemple un
clou qui a une masse de 2,0 g.
Combien d’atome de fer y a-t-il dans ce clou ?
2,0.10 3
N =
= 2,15 1022 = 2,2.1022 atomes ce qui est considérable pour de telles quantités nous utiliserons
 26
9,3.10
une grandeur physique qui regroupe un paquet d’atomes : la mole
2- Définition
La mole est la quantité de matière d’un système contenant autant d’entités élémentaires qu’il y a d’atomes
dans 0,012 kg de 126 C (décret n° 75.1200 du 4/12/75)
Il faut toujours préciser de quelle entité.
1 mole de Ne, H2O, Cl-, Cu2+, ...........
Tous les symboles ont une double signification:
- à l’échelle microscopique: une entité élémentaire.
- à l’échelle macroscopique: une mole d’entités élémentaires.
3- Constante d’Avogadro
N : Nombre d’atomes, de molécules ou d’ions contenu dans une mole de ces entités.
N = NA = 6,022045 1023 mol-1
II. Masse molaire
1- Masse molaire atomique
La masse molaire (M) d’un atome est la masse d’une mole de cet atome.
unité: kg.mol-1 (g.mol-1 est souvent utilisée)
La masse molaire de 126 C = 12 g.mol-1
Attention: La masse molaire d’un élément tient compte de la proportion de ces isotopes telle qu’on la trouve
dans la nature.
azote:
99,636 % de 147 N
et
0,364 % de 157 N
12
carbone:
98,1 % de 6 C
et
1,1 % de 136 C
2- Masse molaire moléculaire
C’est la masse d’une mole de molécules =  masses molaires atomiques qui composent la molécule.
MCH4 = M(C) + 4  M(H)
= 12 + 4 1 = 16 g.mol-1
Remarque: La masse molaire ionique des ions monoatomiques est très voisine de la masse molaire atomique
de l’atome correspondant.
3- Masse molaire et quantité de matière
Pour une masse m d’un échantillon de masse molaire M on détermine la quantité de matière par :
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n=
m
le résultat s’exprime en mol.
M
III. Les solutions
1- Expériences
Dans un bêcher contenant de l’eau, versons du sable, le sable n’est pas soluble dans l’eau.
Même expérience avec des cristaux de sulfate de cuivre, le liquide devient bleu.
Dans un bêcher contenant du cyclohexane, versons quelques cristaux de diiode, le liquide devient violet.
2- Solution
On prépare une solution en dissolvant un soluté dans un solvant, si le solvant est l’eau, on parle de solution
aqueuse.
La solution peut être ionique (avec des ions) ou moléculaire (avec des molécules)
L’eau salée est une solution ionique, l’eau sucrée est une solution moléculaire.
IV. Concentration molaire
1- Titre ou concentration massique
Si on dissous une masse m de soluté (A) dans un volume V de solvant, le titre de la solution est par
m(A)
définition t(A) =
elle s’exprime en g.L-1. On l’appelle aussi concentration massique.
V
2- Définition
La concentration molaire d’une solution est égale au quotient de la quantité de matière de soluté n(A) par le
volume V de solvant.
n (A)
C(A) = [A] =
n(A) en mol; V en L et C en mol.L-1
V
3- Calcul de concentrations molaires
On désire préparer 100 mL de solution d’hydroxyde de sodium de concentration C = 0,1 mol.L-1, comment
procéder ?
M(NaOH) = 23+16+1= 40 g.mol-1 n =
m( NaOH)
M( NaOH)
4- Préparation d’une solution aqueuse
Pour préparer un volume V d’une solution de concentration C donnée à partir d’un composé solide, il faut
déterminer d’abord la masse de produit à peser.
n = C  V et m = n  M d’où m = C  V  M
-
On pèse la masse m de soluté à l’aide d’une balance
On utilise un entonnoir pour mettre le solide dans une fiole
jaugée.
On rince la coupelle, l’entonnoir à l’eau distillée dans la fiole
jaugée
On remplit la fiole au trois quart, on bouche et on agite.
On complète jusqu’au trait de jauge en faisant attention pour la
lecture du niveau et aux erreurs de parallaxe.
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V. Dilution
Cette méthode permet d’obtenir une solution de concentration donnée à partir d’une solution commerciale.
1- Principe
On ajoute du solvant pour constituer une nouvelle solution moins concentrée que la solution initiale.
Au cours de la dilution la concentration du soluté diminue mais la quantité de matière
ou la masse de soluté reste constante.
Calcul de la nouvelle concentration :
n1 = n2  C1.V1 = C2.V2
m1 = m2  t1.V1 = t2.V2
2- Réalisation
Il faut utiliser de la verrerie qui permet des mesures précises de volumes.
Des pipettes jaugée (à un ou deux traits), des pipettes graduées, des burettes graduées et des fioles jaugées au
volume final de solution désirée.
Suivre les directives pendant le T.P.
3- Echelle de teintes
Deux solutions contenant la même substance colorante à la même concentration ont la même teinte si elles
sont observées dans les mêmes conditions
a. Réalisation
A partir d’une solution mère de concentration donnée, on réalise des dilutions pour obtenir des solutions de
différentes concentrations. Ces solutions sont ensuite réparties dans des tubes à essais dans l’ordre des
concentrations.
Il est évident que cette échelle ne s’effectue qu’avec des solutions colorées.
b. Utilisation
On utilise une échelle de teinte pour connaître approximativement la concentration d’une solution contenant
la même substance colorante.
4- Facteur de dilution
C’est une grandeur sans unité, toujours supérieur à 1
C
t
V
F = mère = mère = fille
C fille
t fille
Vmère
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