Qu’est ce que : Définition de la concentration chimique

La concentration chimique désigne la quantité de soluté contenue dans une quantité donnée de solvant ou de solution. De plus, il s’agit d’une propriété intensive, puisque quel que soit le volume de la solution prise, sa concentration sera constante. Candela Rocío Barbisan | Nov. 2021Ingénieur chimisteDans le cas d’une solution chimique, on parle de solutions diluées, concentrées, saturées ou sursaturées, des termes qui font référence à la concentration de la solution, plus précisément au rapport entre les quantités de soluté et de solvant présentes dans la solution, bien qu’ils aient une propriété qualitative. Si nous voulons identifier une valeur pour la concentration, nous avons différentes façons de le faire.

Quantification de la concentration

Les rapports entre la quantité de soluté et de solvant ou de solution peuvent être exprimés de différentes manières, notamment : molarité, % m/m ; %m/v, fraction molaire, molalité, entre autres.
Molarité : indique le nombre de moles de soluté contenues dans 1 L de solution. Si nous disons que la concentration d’une solution aqueuse d’acide chlorhydrique est de 0,3 mol/L, cela signifie que 1 L de solution contient 0,3 moles du soluté (acide chlorhydrique). Dans ce cas, ce litre de solution contiendra le volume occupé par 0,3 moles de soluté et le volume restant pour atteindre le litre de solution sera le solvant, l’eau.
%m/m : indique la quantité de soluté mesurée en grammes pour 100 grammes de solution. Supposons que vous ayez une solution aqueuse de saccharose à 20% m/m, cela implique que vous avez 20 g de saccharose dans 100 g de solution. En d’autres termes, 100 g de solution sont constitués de 20 g de saccharose (soluté) et de 80 g de solvant (eau).%m/v : indique la quantité de soluté en grammes pour 100 millilitres de solution. Maintenant, pensons à une solution de saccharose à 20% m/v, quelle est la différence avec le cas précédent ? Vous avez 20 g de saccharose dans 100 ml de solution. Si nous connaissions la densité de la solution, nous pourrions rapidement calculer la masse que représentent les 100 ml de solution, puis savoir quelle quantité de soluté est contenue dans 100 g de solution, convertissant ainsi le %m/v en %m/m.
Fraction molaire : elle est exprimée sous la forme d’un rapport entre les moles de soluté et les moles totales, qui prend en compte les moles de soluté plus les moles de solvant. Par exemple, si une solution contient 3 moles de saccharose et 10 moles d’eau, le nombre total de moles de solution est de 13. La fraction molaire de saccharose dans l’eau ne sera autre que le quotient entre 3 et 13, c’est-à-dire XS=0,23. Si nous voulons l’exprimer pour l’eau, ce sera 10/13, XA=0.77. Notez que la somme des fractions molaires d’une solution doit être égale à 1.
Molalité : indique le nombre de moles de soluté pour 1 kg de solvant. Par exemple, si vous avez 30 g de sucre dans 200 g d’eau, la molalité sera trouvée en portant la quantité de solvant à 1 kg ou, en d’autres termes, à 1000 g. De cette façon, avec une simple proportionnalité on saura que pour 1000 g de solvant il y aura 150 g de sucre, la concentration exprimée en molalité est m=150.

Comment préparer des solutions de différentes concentrations ?

Pour ce faire, vous devez disposer de l’équipement adéquat pour le faire de la manière la plus précise possible. Dans un laboratoire de chimie, on trouve des fioles jaugées, qui indiquent le volume exact contenu, et des balances à granulés d’une grande précision. En outre, des mesures de sécurité et des équipements de protection individuelle doivent être pris en compte, en fonction du risque lié au travail.
Si vous voulez préparer une solution d’hydroxyde de sodium de 0,1 mol/L, cherchez le réactif dans la salle de stockage et trouvez une fiole jaugée disponible. Par exemple, si vous avez un flacon de 500 ml, lorsque vous préparez 500 ml de solution, vous devez considérer que la quantité de moles de soluté contenue dans un demi-litre sera la moitié de celle exprimée en molarité, c’est-à-dire 0,05 moles de soluté. Maintenant, nous devons peser cette masse dans un récipient approprié, et nous assurer que la masse pesée correspond uniquement au soluté et ne contient pas la masse du récipient.
Si vous voulez peser 0,05 mole de NaOH, vous devez connaître sa masse molaire, qui est d’environ 40 g/mol, c’est-à-dire que 0,05 mole est équivalent à 2 g de soluté. Transférer délicatement cette masse dans le ballon et ajouter de l’eau jusqu’à la jauge, en observant la jauge à hauteur des yeux. La solution est homogénéisée et est prête à être utilisée.