Comment calculer le volume de la solution fille ?

Calculer le volume de la solution fille : une approche méthodique

La préparation de solutions diluées est une opération courante en chimie et dans de nombreux autres domaines. Pour obtenir une solution fille de concentration précise, il est crucial de calculer avec exactitude le volume de la solution mère à prélever. Contrairement à une idée reçue, le volume de la solution fille n’est pas directement calculable sans connaître préalablement la concentration désirée et le volume de la solution mère utilisé. Il s’agit en réalité de déterminer le volume de la solution mère nécessaire.

La formule souvent citée, C₀V₀ = C_fV_f, est un outil précieux, mais sa compréhension et son application nécessitent une clarification. Décomposons chaque terme :

• C₀: représente la concentration de la solution mère (exprimée en mol/L, g/L, etc.). Il est crucial d’utiliser des unités cohérentes tout au long du calcul.
• V₀: représente le volume de la solution mère à prélever (l’inconnue que nous cherchons à déterminer). Ce volume sera exprimé dans la même unité que V_f.
• C_f: représente la concentration souhaitée de la solution fille (également exprimée dans la même unité que C₀).
• V_f: représente le volume final souhaité de la solution fille (exprimé en même unité que V₀).

Méthode de calcul :

La formule C₀V₀ = C_fV_f est une expression de la conservation de la quantité de soluté. La quantité de soluté dans la solution mère prélevée est égale à la quantité de soluté dans la solution fille. Pour calculer V₀, il suffit d’isoler cette variable :

V₀ = (C_fV_f) / C₀

Exemple concret :

On souhaite préparer 250 mL (V_f) d’une solution de chlorure de sodium (NaCl) à 0,1 mol/L (C_f) à partir d’une solution mère de NaCl à 1 mol/L (C₀).

En appliquant la formule :

V₀ = (0,1 mol/L * 250 mL) / 1 mol/L = 25 mL

Il faut donc prélever 25 mL de la solution mère et ajouter suffisamment de solvant (généralement de l’eau distillée) pour atteindre un volume final de 250 mL. L’ajout de solvant doit se faire avec précision, en utilisant une fiole jaugée pour garantir le volume final exact.

Précautions et considérations :

• Unités : L’utilisation d’unités cohérentes est essentielle pour un calcul correct. Si la concentration est en g/L et le volume en mL, il faut adapter les unités ou utiliser des facteurs de conversion.
• Dilution en série : Pour des dilutions très importantes, il est souvent préférable d’effectuer des dilutions en série pour minimiser les erreurs de mesure.
• Précision : L’utilisation de verrerie adaptée (pipettes jaugées, fioles jaugées) est cruciale pour garantir la précision de la concentration finale.

En conclusion, le calcul du volume de la solution fille n’est pas une fin en soi, mais une étape intermédiaire pour déterminer la quantité de solution mère à prélever. En appliquant méthodiquement la formule C₀V₀ = C_fV_f et en respectant les précautions d’usage, on peut préparer avec précision des solutions diluées de concentration contrôlée.