Les Solutions

1
Les Solutions

• 2e partie

2
Concentration exprimée en

• Parties Par Million et Parties Par Milliard
• 
  (Billion)

3

• Ces unités sont apparues avec la mise
• au point dappareils capables de détecter
• de très faibles quantités dune espèce
• chimique dans une solution.
• Ces unités sont surtout utilisées dans
• les normes environnementales pour évaluer la
  présence de différentes substances toxiques.

4
ppm

• Nombre de particules de soluté
• 1 million de particules de solution
• Volume de soluté
• 1x106 Volume de solution
• ou
• Masse de soluté
• 1x106 Masse de solution

5
ppb

• Nombre de particules de soluté
• 1 milliard de particules de solution
• Volume de soluté
• 1x109 Volume de solution
• ou
• Masse de soluté
• 1x109 Masse de solution

6
Exercices

• ppm et ppb

7
Leau de mer contient 4 x10-6 ppm dor dissous.
Dans quel volume deau peut-on trouver 1 g dor?

• 4 x 10-6 ppm masse de
  soluté
• 1x106
  masse de solution
• Donc, il y a 4 g dor dans 1x106 g deau de
  mer.
• Ainsi, il y aura 1 g dor dans 2.5x105 g deau de
  mer.
• 2.5x105 ml ou 2.5x102 L deau de mer

8
Concentration exprimée en

• Fraction molaire

9
Fraction molaire (?)

• Nombre de moles de soluté
• Nombre total de moles de solution
• ou
• Nombre de moles de soluté
• Nb de moles de soluté Nb de moles de
  solvant

10

• La somme des fractions molaires de toutes les
  composantes de la solution est toujours égal à 1.
• ?A ?B ?C 1

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Exercices

• Fraction molaire

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On prépare une solution en mélangeant 1 g
déthanol (CH3CH2OH) à 100 g deau le volume
final est de 101 mL.Calculer la fraction molaire
déthanol de cette solution.

• 46 g de CH3CH2OH 1 mol
• Donc, 1 g de CH3CH2OH 0.0217 mol
• 18 g de H2O 1 mol
• Donc, 100 g de H2O 5.5556 mol
• ? CH3CH2OH Nombre de moles de
  soluté
• Nb de moles de soluté
  Nb de moles de solvant
• 0.0217 mol
  0.0039
• 0.0217 mol 5.5556 mol

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Quelle est la concentration des ions dans une
solution de Ca(NO3)2 de concentration 0,2 mol/L?

• Léquation de la dissociation de ce sel est
• Ca(NO3)2 ? Ca2 2NO3-
• 1 mole 1 mole 2 moles
• 0,2 mole x y
• La concentration des ions est 
• x y 0,2 mol/L 0,4 mol/L 0,6 mol/L

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Mise en situation

• Lors d'une expérience sur l'effet du Cl- sur des
  cellules vous travaillez avec une concentration
  molaire isotonique de NaCl.
• Pendant l'expérience, vous manquez de NaCl et on
  vous suggère d'utiliser du CaCl2 de la même
  concentration molaire que votre NaCl.
• En utilisant ce nouveau sel vous vous apercevez
  que vos cellules sont toutes ratatinées que
  s'est-il passé?

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Concentration exprimée en

• Molalité

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Molalité (m)

• Nombre de moles de soluté
• Masse de solvant (Kg)
• Cette unité de concentration est utile parce
  quelle ne varie pas avec la température et est
  proportionnelle à la fraction molaire dans les
  solutions diluées.

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Calculer la molalité en HCl dans lacide
chlorhydrique commercial dont le pourcentage
massique est de 37.2 et la masse volumiques est
égale à 1.19 g/ml.

• Pour une solution de 100 mL
• 37.2 (m/m) 37.2 g de HCl (soluté) et 62.8 g
  deau (solvant)
• HCl 36.45 g/mol
• 36.45 g 1 mol de HCl
• Donc, 37.2 g 1.02
  mol de HCl
• Molalité Nombre de moles de soluté
• Masse de solvant (Kg)
• 1.02 mol/(62.8 g/1000 g) 16.2
  mol/Kg

18
Concentration exprimée en

• Osmolarité

19

• Lunité de concentration qui est utilisée pour
  les liquides biologiques est l'osmolarité.
• On peut dire que l'osmolarité est une mesure de
  la pression osmotique exercée par une solution à
  travers une membrane semi-perméable idéale
  comparée à l'eau pure.
• Une membrane semi-perméable idéale est une
  membrane qui permet le passage de l'eau et qui ne
  permet pas le mouvement des particules de soluté.

20

• L'osmolarité ne dépend que du nombre de
  particules présentes dans la solution et non de
  la nature de ces particules.
• L'unité de l'osmolarité est
• l'osmole (osm) par litre.
• L'osmole se définit comme le nombre de moles de
  particules en solution qui crée une pression
  osmotique.

21
Exercice

• Osmolarité

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• Prenons par exemple le NaCl
• En solution NaCl produit deux particules selon
  l'équation suivante
• NaCl ? Na Cl-
• Ceci signifie que 1 mole de NaCl produit
• 2 osmoles de particules.
• Ainsi, 1 mol/L de NaCl 2 osmol/L

23

• Prenons maintenant le K3PO4
• Le K3PO4 se dissocie selon l'équation suivante
• K3PO4 ? 3 K PO43-
• Selon cette équation, 1 mole de K3PO4 produit
• 4 osmoles de particules.
• Ainsi, 1 mol/L de K3PO4 4 osmol/L.

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Calculez losmolarité de Ca(NO3)2 à une
concentration de 0.4 mol/L?

• Le Ca(NO3)2 se dissocie selon léquatin suivante
• Ca(NO3)2 ? Ca 2 2NO3-
• Selon cette équation, 1 mole de Ca(NO3)2 produit
• 3 osmoles de particules.
• Ainsi, 0.4 mol/L de Ca(NO3)2 1.2 osmol/L.

25
Concentration exprimée en

• Équivalent

26

• Pour un acide,
• un équivalent est le nombre de moles dions H
  par mole dacide.
• Pour une base,
• un équivalent est le nombre de moles dions OH-
  par mole de base.

27
Exemples

• 36.45 g (1 mole) de HCl libère 1 mole de H,
• car HCl ne donne que 1 H.
• Donc, 1 équivalent de HCl 1 mole de HCl.
• 98.08 g (1 mole) de H2SO4 libère 2 moles de H,
• car H2SO4 donne 2 H.
• Donc, 1 équivalent de H2SO4 0.5 mole de H2SO4.

28
Concentration exprimée en

• Normalité

29
Normalité (N)

• Nombre déquivalents de soluté
• Volume de solution (L)

30
Exercice

• Normalité

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Calculez la normalité dune solution de H2SO4
contenant 4.90 g dacide par 500.0 mL de solution.

• H2SO4 98.08 g/mol
• 98.08 g 1 mol de H2SO4
• Donc, 4.90 g de H2SO4 0.05 mol
• Dans H2SO4 il y a 2 ions H de générés.
• Alors, le nombre déquivalents est 0.05 mol 2
  0.1 éq
• Par conséquent, 0.1 éq 0.2 N
• 
  0.5 L

32
Dilutions
33

• La dilution est la diminution de la concentration
  d'une solution par lajout de solvant.
• Pour calculer la nouvelle concentration,
• il s'agit d'appliquer la formule suivante
• CiVi CfVf
• Où
• Ci concentration initiale
• Vi volume initial
• Cf concentration finale
• Vf volume final
• Cette équation est applicable peu importe les
  concentrations et les volumes utilisés.

34
Exercices

• Dilutions

35
Combien de mL d'eau faut-il ajouter à 300 mL
d'une solution de KCl de 1.0 mol/L pour obtenir
une solution de 0.10 mol/L?

• Ci 1.0 mol/L Vi 300 mL
• Cf 0.10
  mol/L
• Vf ?
• CiVi CfVf
• Vf CiVi 1.0 mol/L 300 mL
  3000 mL
• Cf 0.10 mol/L
• Il faut donc ajouter
• 3000 mL- 300 mL 2700 mL deau

36
Calculer le volume dacide phosphorique concentré
(14.6 mol/L) quil faut diluer pour préparer 500
mL dune solution à 1.25 mol/L?

• Ci 14.6
  mol/L Vi ?
• Cf 1.25
  mol/L
• Vf 500 mL
• CiVi CfVf
• Vi CfVf 1.25 mol/L 500 mL
  42.8 mL
• Ci 14.6
  mol/L

37
Livre de référence

• Chapitre 1
• 1.4.4
• 1.4.5
• 1.4.6
• 1.4.7
• 1.4.8
• 1.5