Comment trouver les concentrations molaires ?

Déterminer la concentration molaire : un guide pratique et complet

La concentration molaire, exprimée en moles par litre (mol/L), est une mesure essentielle en chimie pour quantifier la quantité de soluté présente dans une solution. Elle est le reflet de la “force” d’une solution et joue un rôle crucial dans de nombreuses applications, des réactions chimiques en laboratoire aux processus biologiques complexes. Si la formule de base, diviser le nombre de moles de soluté par le volume de la solution, est simple, sa mise en pratique requiert une compréhension des différentes étapes et des unités impliquées. Ce guide vous accompagnera pas à pas dans le processus de détermination de la concentration molaire.

1. Déterminer le nombre de moles de soluté :

Avant toute chose, il faut connaître la quantité de soluté présente, exprimée en moles. Plusieurs chemins permettent d’y parvenir :

• À partir de la masse et de la masse molaire : C’est la méthode la plus courante. Si vous connaissez la masse (en grammes) du soluté et sa masse molaire (en g/mol – consultable dans le tableau périodique des éléments ou calculée à partir de la formule chimique), le nombre de moles (n) se calcule ainsi : n = masse (g) / masse molaire (g/mol).

• À partir du volume et de la densité pour les liquides purs : Si le soluté est un liquide pur, on peut utiliser sa densité (en g/mL) et le volume prélevé (en mL) pour déterminer sa masse, puis appliquer la formule précédente. La masse se calcule ainsi : masse (g) = densité (g/mL) * volume (mL).

• À partir d’une solution de concentration connue (dilution) : Si le soluté provient d’une solution mère de concentration connue, la relation C1V1 = C2V2 permet de calculer le nombre de moles. Où C1 et V1 représentent la concentration et le volume de la solution mère, et C2 et V2 la concentration et le volume de la solution fille. On peut ensuite isoler n (n = C2V2) une fois la dilution effectuée.

2. Mesurer le volume total de la solution :

Le volume de la solution doit être exprimé en litres. Utilisez une verrerie précise, telle qu’une fiole jaugée, pour préparer la solution et obtenir un volume final exact. Si vous partez d’un volume en millilitres, n’oubliez pas de le convertir en litres (1 L = 1000 mL).

3. Calculer la concentration molaire :

Une fois le nombre de moles (n) et le volume de la solution (V en litres) connus, la concentration molaire (C) se calcule simplement avec la formule : C (mol/L) = n (mol) / V (L).

Exemple concret :

Calculons la concentration molaire d’une solution préparée en dissolvant 5,85 g de chlorure de sodium (NaCl) dans suffisamment d’eau pour obtenir un volume final de 250 mL.

1. Moles de NaCl : La masse molaire de NaCl est de 58,44 g/mol. Donc, n = 5,85 g / 58,44 g/mol = 0,1 mol.

2. Volume en litres : 250 mL = 0,250 L.

3. Concentration molaire : C = 0,1 mol / 0,250 L = 0,4 mol/L.

Conclusion :

Déterminer la concentration molaire est une compétence fondamentale en chimie. En suivant attentivement les étapes décrites ci-dessus et en maîtrisant les unités, vous pourrez calculer avec précision la concentration molaire de n’importe quelle solution et ainsi mieux comprendre les propriétés et les réactions qui la caractérisent.