La concentration
Objectif
Sur une bouteille d'eau minérale, on trouve la
donnée « calcium : 78
mg/litre ». Que signifie cette grandeur ?
1. Dissolution d'espèces chimiques
Considérons une eau de mer. A juste titre, on peut
considérer qu'il s'agit d'une solution aqueuse (car
le liquide majoritaire est l'eau) salée où
les espèces dissoutes sont des ions (chlorure,
sodium...).
Il est facile de reproduire une telle solution homogène en prenant un certain volume d'eau dans lequel on dissout du sel : l'eau est le solvant et le sel, le soluté.
Il est facile de reproduire une telle solution homogène en prenant un certain volume d'eau dans lequel on dissout du sel : l'eau est le solvant et le sel, le soluté.
Ainsi, une solution
résulte de la dissolution d'un
soluté dans un
solvant.
On peut compléter l'exemple
précédent en constatant qu'un soluté
peut être :
- solide : une solution aqueuse de glucose résulte de la dissolution du glucose (sucre) dans l'eau (des molécules de glucose sont en solution !) ;
- liquide : une solution d'éthanol résulte de la dissolution de molécules d'éthanol (alcool ordinaire) ;
- gazeux : une solution aqueuse d'acide chlorhydrique résulte de la dissolution du chlorure d'hydrogène. En solution, on y trouve des ions oxonium H3O+ et chlorure Cl-.
Remarque : Si un soluté introduit dans un
solvant n'est pas totalement dissous, on dira que la
solution fabriquée est saturée.
2. Concentration massique
La concentration massique représente
la quantité en masse de soluté
dissoute dans un solvant pour obtenir un litre de
solution.
La concentration massique Cm est le
quotient de la masse m dissoute et du volume
V utilisé :
.
Par exemple, dans une eau minérale, l'indication
« calcium - 78 mg / litre »
signifie que dans un litre d'eau minérale on
trouve 78 mg d'ions calcium.
3. Concentration molaire
A partir de la définition de la concentration
massique, il est facile de définir la notion de
concentration molaire puisque le chimiste manipule
plus facilement cette grandeur.
En effet, la masse m de soluté (de masse molaire M) dissoute représente une certaine quantité de matière n suivant la relation suivante : m = n × M.
On peut donc écrire :
soit 
.
En notant C la concentration molaire
(en mole par litre, mol·L-1)
apportée en soluté A, on a :
En effet, la masse m de soluté (de masse molaire M) dissoute représente une certaine quantité de matière n suivant la relation suivante : m = n × M.
On peut donc écrire :
soit .
Exemple :
Une solution d'eau salée contient du chlorure de sodium NaCl.
Si sa concentration est 0,1 mol·L-1, il y a effectivement 0,1 mole de chlorure de sodium dans un litre de cette solution.
Une solution d'eau salée contient du chlorure de sodium NaCl.
Si sa concentration est 0,1 mol·L-1, il y a effectivement 0,1 mole de chlorure de sodium dans un litre de cette solution.
L'essentiel
La concentration molaire C apportée
en soluté représente la quantité de
matière n de soluté dissoute
dans un volume solvant V pour obtenir un
litre de solution.
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