Concentrations et dilutions
Solution, soluté et solvant, concentration en masse, dissolution et dilution, facteur de dilution, protocoles et verrerie, préparation de solutions désinfectantes et de sérum physiologique.
1. Concentration en masse
Définition
Une solution est obtenue en dissolvant un soluté dans un solvant (l'eau pour une solution aqueuse). Sa concentration en masse est $C_m = \dfrac{m_\text{soluté}}{V_\text{solution}}$ (en g/L).
Exemple · Le sérum physiologique
Il contient $9$ g de chlorure de sodium par litre : $C_m = 9$ g/L. Une dosette de $5$ mL contient $9 \times 0{,}005 = 0{,}045$ g de sel.
2. La dilution
Propriété · Conservation de la masse de soluté
Lors d'une dilution, on ajoute du solvant : la masse de soluté ne change pas. $C_0 \times V_0 = C_1 \times V_1$ (solution mère $C_0$, $V_0$ prélevé ; solution fille $C_1$, $V_1$). Le facteur de dilution vaut $F = \dfrac{C_0}{C_1} = \dfrac{V_1}{V_0}$.
Méthode · Protocole de dilution
- Verser un peu de solution mère dans un bécher.
- Prélever $V_0$ à la pipette jaugée (avec une propipette).
- Le verser dans une fiole jaugée de volume $V_1$.
- Compléter avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge, boucher, homogénéiser.
Expérience · Préparer une solution désinfectante
Attention · Sécurité
Gants et lunettes pour manipuler les produits concentrés ; ne jamais pipeter à la bouche ; étiqueter chaque flacon (nom, concentration, date) ; ne pas transvaser dans une bouteille alimentaire.
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Exercices corrigés
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Vocabulaire
★☆☆Dans l'eau sucrée, nommer le soluté et le solvant.
Concentration en masse
★☆☆On dissout $20$ g de sucre dans de l'eau pour obtenir $250$ mL de solution. $C_m$ ?
Masse de soluté
★☆☆Masse de sel dans $500$ mL de sérum physiologique à $9$ g/L ?
Volume de solution
★★☆Quel volume de solution à $50$ g/L contient $10$ g de glucose ?
Préparer une solution
★★☆Comment préparer $100$ mL de solution de sel à $20$ g/L ?
Facteur de dilution
★☆☆On dilue $10$ mL de solution mère pour obtenir $100$ mL. Facteur de dilution ?
Concentration après dilution
★★☆Une solution à $40$ g/L est diluée $5$ fois. Nouvelle concentration ?
Volume à prélever
★★☆On veut $200$ mL de solution à $2$ g/L à partir d'une solution à $20$ g/L. Volume à prélever ?
Choix de la verrerie
★★☆Pour la question précédente, quelle verrerie utiliser ?
Eau de Javel
★★☆D'après l'expérience du cours, quel volume de berlingot faut-il pour $2$ L de Javel à $2{,}4\,\%$ ?
Dilution pour le sol
★★★La notice indique : « $1$ verre ($200$ mL) de Javel à $2{,}4\,\%$ pour $10$ L d'eau ». Concentration finale en chlore actif ?
Biberon de lait en poudre
★★☆On met $1$ mesurette de $4{,}5$ g de lait en poudre pour $30$ mL d'eau. Concentration en g/L (en négligeant le changement de volume) ?
Erreur de préparation
★★☆Un biberon est préparé avec $2$ mesurettes pour $30$ mL. Pourquoi est-ce dangereux pour le nourrisson ?
Solution hydro-alcoolique
★★☆Une solution contient $75$ mL d'alcool pour $100$ mL de solution. Quel volume d'alcool dans un flacon de $500$ mL ?
Dilution en cascade
★★★On dilue $10$ fois une solution à $50$ g/L, puis on dilue encore $10$ fois. Concentration finale ?
Ordre de grandeur
★☆☆Une solution diluée est-elle plus ou moins concentrée que la solution mère ?
Propipette
★☆☆Pourquoi utilise-t-on une propipette ?
Étiquetage
★☆☆Que doit indiquer l'étiquette d'une solution préparée ?
Mélange dangereux
★★☆Pourquoi ne faut-il jamais mélanger eau de Javel et détartrant acide ?
Vrai ou faux
★★☆a) La dilution conserve la masse de soluté. b) $C_m = m \times V$. c) On complète une fiole jaugée jusqu'au trait de jauge.
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