Calculer une concentration en masse
- Fiche de cours
- Quiz et exercices
- Vidéos et podcasts
- Connaitre la définition d’une concentration en masse.
- Calculer la concentration en masse d’une solution préparée par dissolution ou par dilution.
- La concentration en masse (en g/L) d’un
soluté, notée
, représente la
masse de soluté dissoute dans un solvant par litre
de solution.
- La concentration en masse
est le quotient de
la masse m (en g) de
soluté dissous et du volume V (en L)
utilisé : 
.
- Si on dispose d’une solution mère de
volume V0 et de
concentration en masse
et qu’on la
dilue de façon à obtenir une solution fille
de volume V1 et de
concentration en masse 
alors : 
.
- Proportionnalité : utiliser les produits en croix
- Transformation de formules
- Solvant et soluté
- Dilution et dissolution
, représente la
masse de soluté dissoute dans un
solvant (souvent de l’eau) par litre de
solution.
L’unité de la concentration en masse généralement utilisée est le gramme par litre (noté g/L ou g·L–1).
Lorsque les concentrations sont faibles, on peut utiliser les milligrammes par litre (mg/L) ou les microgrammes par litre (μg/L).
La concentration en masse ne donne pas la masse de soluté dans le récipient qui contient la solution, mais bien dans 1 L de solution. C’est une proportion.
L’étiquette d’une bouteille d’eau indique toujours les concentrations en masse des divers minéraux présents.
| Composition caractéristique (en mg/L) | (en μg/L) | ||||||
| Calcium | 170 | Bicarbonates | 2195 | Chlorure | 387 | Manganèse | 300 |
| Magnésium | 92 | Sodium | 650 | Silice | 77 | Zinc | 10 |
| Potassium | 130 | Sulfates | 31 | Fluor | 0,9 | Nitrates | 0 |
| Minéralisation totale (résidu sec à 180 °C) : 2520 mg/L | |||||||
L’étiquette ci-dessus précise que
l’eau a une concentration en masse en calcium de
170 mg/L, c’est-à-dire de
0,170 g/L.
1 L de cette eau contient 170 mg de
calcium.
Une bouteille de 1,5 L contient donc 
mg de calcium.
On donne la méthode de dissolution en suivant un exemple.
On dissout 15 g de chlorure de sodium (sel) dans
200 mL d’eau.
On souhaite connaitre la concentration en masse de
chlorure de sodium dans cette solution.
-
On applique la méthode classique des
proportions en écrivant ce qu’on connait
et ce qu’on cherche.
On cherche la concentration en masse
,
c’est-à-dire la masse de sel dans 1 L
d’eau sachant qu’on met 15 g de sel
dans 200 mL d’eau.
Ce qu’on connait : 15 g de sel → 200 mL = 0,200 L d’eau
Ce qu’on cherche :
→
1 L d’eau
-
On applique les produits en croix.
La concentration en masse de sel de la solution est :
.
est le quotient de
la masse m de soluté
dissous et du volume V utilisé.
|
avec :
|
Lorsqu’on applique cette formule, il faut bien s’assurer qu’on utilise une masse en gramme et un volume en litre.
-
Conversion
La masse est bien en gramme, mais le volume d’eau est en millilitre.
Il faut donc le convertir en L : 200 mL = 0,200 L. -
Calcul
La concentration en masse de sulfate de cuivre dans la solution est alors :
La concentration en masse de sel de la solution est :
.
On dispose d’une solution mère de volume
V0 et de
concentration en masse 
. On la dilue de
façon à obtenir une solution fille de
volume V1 et de
concentration en masse 
.
Au cours de la dilution, la masse de soluté est
conservée puisqu’on ajoute que de
l’eau distillée. Il y a la même
masse de soluté dans la solution mère que
dans la solution fille.
Puisque 
, on a la relation suivante.
|
avec :
|
Lorsqu’on applique cette relation, les volumes V0 et V1 doivent être dans la même unité (en L ou en mL).
On dispose d’une solution mère de concentration massique de 40 g/L.
On dilue 50 mL de cette solution dans 200 mL d’eau distillée.
Quelle est la concentration en masse de la solution diluée ?
On a
= 40 g/L,
V0 = 50 mL
et V1 = 250 mL(50 mL de solution mère + 200 mL d’eau).
On cherche
.On a :
donc
Ainsi
La concentration massique de la solution diluée est :
.
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