Chimie : Détermination de la concentration d'une solution

Détermination de la concentration d'une solution

Chimie

  • Solutions
  • Quelles sont les solutions ?
  • Comment et pourquoi les choses se dissolvent-elles ?
  • Détermination de la concentration d'une solution
  • Facteurs qui affectent la solubilité
  • Dilution

Il existe de nombreuses façons de mesurer la quantité de soluté présente dans une solution. Chaque méthode est utile pour un objectif différent en chimie, nous sommes donc malheureusement confrontés à la tâche de les apprendre toutes. Sans plus tarder, les voici :



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Concentrations qualitatives

La quantité de soluté présente dans une solution peut être décrite sans nombre par l'un des termes suivants :

  • Insaturé : « Insaturé » fait référence à toute solution qui est encore capable de dissoudre davantage de soluté. Par exemple, un verre de thé glacé n'est pas saturé de sucre si vous y avez mis une cuillère à soupe de sucre car il est toujours capable de dissoudre plus de sucre. Ce terme n'est pas très bon pour déterminer la quantité exacte de soluté présent ? Par exemple, un verre d'eau et une piscine remplie seraient considérés comme des solutions salines insaturées s'il y avait un gramme de sel dissous dans chacun.
  • Saturé : Ces solutions ont dissous la quantité maximale possible de soluté. Par exemple, si vous continuez à ajouter du sucre dans un verre de Kool-Aid, il finira par cesser de se dissoudre et se déposer au fond (les petits enfants refusent cependant d'y croire). Cette solution est dite saturée.
  • Sursaturé : Ces solutions sont celles qui se sont dissoutes plus que la quantité maximale normale possible de soluté. Ces solutions sont inhabituelles et peu stables. Par exemple, l'ajout d'un petit grain de poussière à une telle solution provoque une perturbation suffisante pour que des cristaux se forment spontanément jusqu'à ce que la solution atteigne un état saturé.

Il est facile de dire si une solution est insaturée, saturée ou sursaturée en ajoutant une très petite quantité de soluté. Si la solution est insaturée, le soluté se dissoudra. Si la solution est saturée, ce ne sera pas le cas. Si la solution est sursaturée, des cristaux se formeront très rapidement autour du soluté que vous avez ajouté.

Molarité (M)

Mauvaises réactions

Lorsque vous lisez les définitions des méthodes suivantes de détermination de la concentration, faites très attention à savoir si le composant de volume demande le poids ou le volume « de solution » ou le poids ou le volume « de solvant ». Lorsque le poids ou le volume de la solution est spécifié, cela signifie que vous êtes intéressé par la quantité de solution présente après le soluté a été ajouté. Si le poids ou le volume du solvant est précisé, cela signifie que vous êtes intéressé par la quantité de solvant avant le soluté a été ajouté.

La molarité est probablement le moyen le plus couramment utilisé pour mesurer la concentration et est définie comme le nombre de moles de soluté par litre de solution.

Vous avez des problèmes

Problème 1 : Quelle est la molarité d'une solution d'un volume de 3,0 litres contenant 120 grammes d'acide acétique (C2H3OU ALORS2H) ?

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Disons que nous avons préparé une solution en ajoutant de l'eau à 40 grammes (1,0 mole) d'hydroxyde de sodium jusqu'à ce que le volume final de la solution soit d'un litre (pour revoir les calculs en moles, retournez à The Mole ). Parce que nous avons une mole de soluté dans un litre de solution, la molarité est égale à (1 mole)/(1 litre) = 1 M. Nous nous référons à une solution avec une molarité de un comme étant une solution 'une molaire'.

Molalité (m)

La molalité est définie comme le nombre de moles de soluté par kilogramme de solvant. Par exemple, si nous devions ajouter deux kilogrammes d'eau à 4 moles de sucre, la molalité serait égale à 4 moles/2 kilogrammes = 2 m ('deux molal'). Lorsque vous effectuez des calculs avec la molalité, notez que parce que la densité de l'eau est de 1,0 g/mL dans des conditions standard, le nombre de kilogrammes d'eau est égal au nombre de litres d'eau.

Normalité (N)

La normalité d'une solution est définie comme le nombre de moles d'une espèce réactive, généralement appelée « équivalents » par litre de solution. L'utilisation d'« équivalents » dépendra de la réaction en cours, de sorte qu'une certaine connaissance du processus chimique spécifique d'une réaction est nécessaire avant de calculer la normalité. Du moins, c'est la façon 'normale' de résoudre ce problème. (Je n'ai pas pu résister.)

Fraction molaire (?)

Vous avez des problèmes

Problème 2 : Quelle est la fraction molaire d'eau dans une solution obtenue en mélangeant 4,5 moles d'isopropanol avec 15,0 moles d'eau ?

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La fraction molaire est définie comme le nombre de moles d'un composant dans une solution divisé par le nombre total de moles de tous les composants du mélange. Sous forme d'équation, nous pouvons exprimer la fraction molaire d'un composant dans une solution comme étant :

  • ?À=moles de A?moles de A + moles de B + moles de C+ ?

où A fait référence au premier composant, B fait référence au deuxième composant et C au troisième composant. Comme le '?' indique, ce calcul peut être étendu pour inclure un nombre quelconque de composants dans le mélange.

Parties par million (ppm) et parties par milliard (ppb)

Les parties par million et les parties par milliard sont les unités de concentration les plus fréquemment utilisées dans l'analyse environnementale. Le solvant utilisé étant le plus souvent de l'eau, la concentration d'une solution en ppm peut être trouvée en divisant le nombre de mg (0,001 g) de soluté par le nombre de litres d'eau. Les parties par milliard peuvent être déterminées en divisant le nombre de ?g (10-6g) de soluté par le nombre de litres d'eau.

Un résumé rapide des unités de concentration

Le tableau suivant comprend toutes les unités de concentration que nous avons mentionnées dans cette section, ainsi que la façon de les trouver.

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UnitésymboleComment c'est mesuré
molaritéMmoles de soluté / litres de solution
molalitémmoles de soluté / kilogrammes de solution
normalitéN« équivalents », qui varie en fonction de la réaction effectuée
fraction molaire?moles de A?moles de A + moles de B + ?
parties par millionppmmg de soluté/L d'eau
parties par milliardppb?g soluté/L d'eau

Extrait de The Complete Idiot's Guide to Chemistry 2003 par Ian Guch. Tous droits réservés, y compris le droit de reproduction en tout ou en partie sous quelque forme que ce soit. Utilisé en accord avec Livres Alpha , membre de Penguin Group (USA) Inc.

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