Comment calculer une concentration C ?

Décrypter la concentration : du poids au nombre de moles

La concentration d’une solution, une notion fondamentale en chimie, renseigne sur la quantité de soluté dissoute dans un volume donné de solvant. Plusieurs types de concentrations existent, mais la concentration molaire (C), exprimée en moles par litre (mol/L), est particulièrement importante car elle relie directement la quantité de matière au volume. Son calcul, bien que simple, nécessite une compréhension précise des grandeurs impliquées. Cet article explore comment calculer cette concentration molaire, en insistant sur les pièges à éviter et en proposant des exemples concrets.

La formule la plus couramment utilisée pour calculer la concentration molaire C est :

C = n / V

Où :

• C est la concentration molaire en mol/L
• n est la quantité de matière du soluté en moles (mol)
• V est le volume de la solution en litres (L)

Cette formule est intuitive : elle exprime simplement le rapport entre la quantité de matière dissoute et le volume total de la solution. Cependant, on ne dispose pas toujours directement de la quantité de matière (n). Il est fréquent de connaître la masse du soluté. Dans ce cas, la formule ci-dessus doit être combinée à la définition de la quantité de matière :

n = m / M

Où :

• n est la quantité de matière en moles (mol)
• m est la masse du soluté en grammes (g)
• M est la masse molaire du soluté en grammes par mole (g/mol)

En combinant ces deux équations, on obtient une formule alternative pour calculer la concentration molaire à partir de la masse du soluté :

*C = m / (M V)**

Cette formule est particulièrement utile lorsqu’on travaille avec des solutions préparées en pesant une certaine quantité de soluté et en la dissolvant dans un volume précis de solvant.

Exemple concret :

On dissout 5,85 g de chlorure de sodium (NaCl) dans de l’eau distillée jusqu’à obtenir un volume de 250 mL de solution. Calculer la concentration molaire de la solution en NaCl.

1. Calcul de la masse molaire (M) de NaCl :
   M(Na) = 23 g/mol
   M(Cl) = 35,5 g/mol
   M(NaCl) = 23 + 35,5 = 58,5 g/mol

2. Conversion du volume en litres :
   V = 250 mL = 0,25 L

3. Calcul de la concentration molaire (C) :
   C = m / (M V) = 5,85 g / (58,5 g/mol 0,25 L) = 0,4 mol/L

La concentration molaire de la solution de NaCl est donc de 0,4 mol/L.

Attention aux unités ! L’utilisation d’unités cohérentes (g, mol, L) est essentielle pour obtenir un résultat correct. Une erreur d’unité peut conduire à une erreur de calcul significative. Vérifiez toujours la cohérence de vos unités avant et après le calcul.

En conclusion, le calcul de la concentration molaire est un processus simple mais qui requiert une attention particulière aux unités et à la compréhension des concepts de quantité de matière et de masse molaire. En maîtrisant ces éléments, vous pourrez facilement déterminer la concentration de nombreuses solutions chimiques.