Comment calculer une solution fille ?

Préparer une solution fille : un calcul précis pour une dilution maîtrisée

La préparation de solutions filles par dilution d’une solution mère est une opération courante en chimie, indispensable pour obtenir des concentrations spécifiques nécessaires à diverses analyses ou réactions. Un calcul précis est crucial pour garantir la fiabilité des résultats. Ce guide détaille la méthode pour déterminer la concentration d’une solution fille issue d’une dilution, en évitant les pièges courants et en insistant sur l’importance de la précision.

Le principe fondamental : la conservation de la quantité de matière

Lors d’une dilution, on ne modifie pas la quantité de soluté présent. Seule la quantité de solvant est augmentée, ce qui diminue la concentration du soluté. Ce principe fondamental de conservation de la quantité de matière (n) est exprimé par l’équation :

n(mère) = n(fille)

Où :

• n(mère) représente la quantité de matière du soluté dans la solution mère.
• n(fille) représente la quantité de matière du soluté dans la solution fille.

L’équation de dilution : une formule pratique

La quantité de matière (n) est reliée à la concentration (C) et au volume (V) par la relation : n = C x V. En substituant cette relation dans l’équation de conservation de la quantité de matière, on obtient la formule de dilution :

C₀V₀ = CƒVƒ

Où :

• C₀ est la concentration de la solution mère (exprimée généralement en mol/L, ou molarité).
• V₀ est le volume de la solution mère prélevé (exprimé en L ou mL, attention aux unités !).
• Cƒ est la concentration de la solution fille (l’inconnue que l’on cherche à calculer).
• Vƒ est le volume final de la solution fille après dilution (exprimé dans la même unité que V₀).

Calculer la concentration de la solution fille (Cƒ)

Pour calculer la concentration Cƒ de la solution fille, il suffit de réorganiser la formule de dilution :

Cƒ = (C₀V₀) / Vƒ

Exemple concret:

On souhaite préparer 250 mL (Vƒ) d’une solution fille de chlorure de sodium (NaCl) à 0,1 mol/L (Cƒ) en diluant une solution mère de NaCl à 1 mol/L (C₀). Quel volume V₀ de solution mère doit-on prélever ?

Dans ce cas, on réorganise la formule pour trouver V₀ :

*V₀ = (CƒVƒ) / C₀ = (0,1 mol/L 250 mL) / 1 mol/L = 25 mL**

Il faut donc prélever 25 mL de la solution mère de NaCl à 1 mol/L et l’amener à un volume final de 250 mL en ajoutant du solvant approprié (généralement de l’eau distillée ou déminéralisée).

Précautions importantes:

• Utiliser la même unité de volume pour V₀ et Vƒ. Si Vƒ est exprimé en mL, V₀ doit aussi l’être.
• Vérifier la précision de la verrerie utilisée. L’exactitude du calcul dépend de la précision des mesures de volume.
• Ajouter le solvant progressivement et doucement, en mélangeant délicatement pour assurer une dilution homogène.

En suivant ces étapes et en appliquant la formule de dilution avec rigueur, vous pourrez préparer des solutions filles avec précision, garantissant la fiabilité de vos expériences et analyses. N’oubliez pas de toujours bien vérifier vos unités pour éviter les erreurs de calcul.