La concentration et ses unités de mesure

La concentration d’une solution est le rapport entre la quantité de soluté et la quantité totale d’une solution. On trouve ce rapport en faisant la division entre la masse du soluté et le volume ou la masse de la solution. Elle peut s'exprimer sous différentes formes.

 

|Concentration=\frac{Quantit\acute{e}\; de\; solut\acute{e}}{Quantit\acute{e}\; de\; la\; solution}|

 

On peut faire varier la concentration de deux facons :
- En ajoutant du soluté, ce qui fait augmenter la concentration.
- En ajoutant du solvant, c'est-à-dire en faisant une dilution, ce qui fait diminuer la concentration. 

 

La dissolution
La solubilité

Les unités de concentration d’une solution

La concentration d'une solution peut être donnée de différentes façons.

La concentration en g/L (ou autres unités de masse et de volume)

Il est possible d'exprimer la concentration en unités de masse et de volume. Très souvent, c'est le gramme par litre (g/L) qui est utilisé. Cependant, la concentration peut aussi être exprimée en mg/L, mg/mL, g/cm³, etc.

1 mL = 1 cm³

 

Si l’on dissout 25g de café dans 250mL d'eau, on aura:

|c=\frac{m}{V}|

|c=\frac{25g}{250mL}|

|c=0,1g/mL|

La concentration en %

On peut aussi exprimer une concentration en pourcentage, ce qui signifie que l’on indique la quantité de soluté pour une quantité de solution équivalente à 100, soit 100mL ou 100g.

  • Il y a le pourcentage masse / volume (% m/V)  lorsqu'il s'agit d'un soluté solide (g/100mL).
  • Il y a le pourcentage volume / volume (% V/V) lorsqu'il s'agit d'un soluté liquide (ml/100mL).
  • Il y a le pourcentage masse / masse (% m/m) lorsque le mélange est solide (g/100g).

On retrouve 60 mg de NaCl dans un volume de 250mL. Quel est cette concentration en g/L et en % m/V?

D'abord pour la concentration en g/L, on doit convertir les unités, on utilise donc la technique des produits croisés:

|\frac{1g}{x}=\frac{1000mg}{60mg}|           

|x=0,06g|

|\frac{1L}{x}=\frac{1000mL}{250mL}|

|x=0,25L|

Par la suite on utilise la formule de la concentration:

|c=\frac{m}{V}|

|c=\frac{0,06g}{0,25L}|

|c=0,24g/L|

On sait que la concentration est de 0,24g pour 1L d'eau. Pour le % m/V, on veut un dénominateur qui vaut 100, dans ce cas on veut 100mL.

Comme 1L = 1000mL, voici le calcul à faire :

|\frac{0,24g}{1000mL}=\frac{x}{100mL}|

Cela nous donne une concentration de 0,024g/100mL ou une concentration de 0,024 %m/V.

La concentration molaire

La concentration molaire représente le nombre de moles contenues dans un litre d’une substance. On exprime la concentration d’une solution en mol/L.

 

|Concentration\; molaire=\frac{Nombre\; de\; moles\;(mol)}{Volume\; de\; la\; solution\;(L)}|

On peut remplacer les unités de la concentration molaire (mol/L) par la lettre majuscule M. Ainsi, une concentration de 3M se dit 3 mol/L . 

Quelle est la concentration molaire d’une solution si 20 g de CaCOont été dissous dans 500 mL de solution ?

Trouvons le nombre de moles que représentent 20 g de CaCO3. La masse molaire du CaCO3 est de 100 g alors en effectuant le produit croisé suivant on trouve que:

|\frac{1mol}{x}=\frac{100g}{20g}|

|x=0,2mol|

Donc 20g de CaCO3 égal 0,2 mol et 500mL équivaut à 0,5L, on applique ensuite la formule de la concentration:

|c=\frac{c}{V}|

|c=\frac{0,2mol}{0,5L}|    

|c=0,4mol/L\;ou\;0,4M|

Les exercices

Les références

  • MELS
  • Rogers
  • Réunir Réussir
  • Fondation Réussite Jeunesse