Biomol

Introduction sur les solutions

I Définition

* Une solution est constituée par une espèce chimique appelée soluté, dissoute dans un liquide appelé solvant.

* Une solution aqueuse est une solution dont le solvant est l'eau.

II Grandeurs caractéristiques

1) Solution globale

* volume V (L)

* masse m (g)

* masse volumique ρ = masse d'un litre de solution

[pic 1]

ρ = m/V  (g.L-1)

[pic 2]

* densité  d = ρ/ρeau             ρeau = 1 kg.L-1 = 1000 g.L-1

Si d = 0,986 alors ρ = 0,986*1000 = 986 g.L-1.

2) Soluté (noté X)

* masse de X :   mX (g)

* masse molaire du soluté X    MX (g.mol-1)

MX = Masse d'une mole de soluté X

MX = Somme Masses atomiques des éléments   (g.mol-1)

Rappel : calcul de la masse molaire de MgCl2, 6H2O

M (MgCl2, 6H2O)

= M (Mg) + 2 M (Cl) + 12 M (H) + 6 M (O)

= 24 + 2*35,5 + 12*1 + 6*16 = 203 g.mol-1

* nombre de moles de soluté X dissous : nX  (mol)

[pic 3]

nX = mX / MX

La masse et la masse molaire doivent impérativement correspondre à la même formule brute de soluté !!

Application : calcul du nombre de moles d’ions OH-

On dissout totalement 40 mg de soude NaOH dans 1L d’eau

NaOH                Na+ + OH-

nOH- = nNaOH = mNaOH / MNaOH = 40.10-3 / (23+17) = 10-3 mol

* concentration (molaire) en X : cX (mol.L-1)

nombre de moles de X par litre de solution

[pic 4]

cX = nX / V        (mol.L-1 aussi noté M)

Les notations avec [] sont réservées aux concentrations finales à l’équilibre

* titre massique (ou concentration massique) en X :  tX (g.L-1)

masse du soluté X par litre de solution

[pic 5]

tX = mX / V    (g.L-1)

* fraction massique en X : wX 

[pic 6]

wX = mX / mtotale solution                

Notion de ppm : partie par million

1 ppm = 1mg de soluté dans 106mg de solvant

                1mg de soluté dans 1kg de solvant (1L d’eau)

* pourcentage massique en X : %(m/m)X 

[pic 7]

%(m/m)X = mX *100 / mtotale solution        %(m/m)

mX et mtotale solution         doivent être dans la même unité

On l'utilise en général si X est un solide ou un gaz

* pourcentage volumique en X : %(v/v)X 

[pic 8]

%(v/v)X = vX *100 / vtotal solution        %(v/v)

vX et vtotal solution         doivent être dans la même unité

On l'utilise en général si X est un liquide

* pourcentage masse sur volume en X : %(m/v)X 

[pic 9]

%(m/v)X = mX *100 / vtotal solution        %(m/v)

mX doit être en g                et vtotal solution         doit être en mL

Rappel : 1L d'eau pèse 1kg (ou 1mL d'eau pèse 1g)

3) Relations entre grandeurs

[pic 10][pic 11]

tX = cX . MX        tX = wX . ρ = wX . d . ρeau

[pic 12]

cX = wX . d . ρeau / MX

Application : calcul de la concentration d’une solution aqueuse d’acide chlorhydrique HCl à 37% massique, dont la densité vaut 1,18. On donne M = 36,5 g.mol-1.

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