Préparation d'une solution aqueuse

Une bonne connaissance de la verrerie de chimie et de son utilisation est indispensable pour préparer précisément une solution aqueuse de concentration donnée.

I Connaître la verrerie

Pour préparer précisément une solution de concentration fixée, on utilise la verrerie de précision ci-dessous.

Les éprouvettes graduées sont moins précises, de même l’indication des graduations présente sur un erlenmeyer ou un bécher est seulement indicative.

II Préparation d’une solution

1 Préparation par dissolution

Pour préparer un volume V de solution aqueuse de concentration CA, il faut prélever une masse de soluté mA : mA = CAV. On pèse à l’aide d’une balance la masse mA et on prépare la solution à l’aide d’une fiole jaugée de volume V.

2 Préparation par dilution

Diluer une solution aqueuse, appelé solution mère Smère, consiste à lui ajouter de l’eau distillée pour obtenir une solution moins concentrée, appelée solution fille Sfille.

La masse de soluté est conservée : mmère = mfille soit : CmèreVmère = CfilleVfille.

Si $V_{\text{fille}}=10V_{\text{mère}}$, alors $C_{\text{fille}}=\frac{C_{\text{mère}}}{10}$. On dit que la solution est diluée 10 fois ou que le facteur de dilution est : $F=\frac{C_{\text{mère}}}{C_{\text{fille}}}=\frac{V_{\text{fille}}}{V_{\text{mère}}}=10$.

Le matériel à utiliser est une pipette jaugée pour prélever le volume V1 de solution mère et une fiole jaugée de volume V2 pour préparer la solution fille.

MéthodePréparer une solution aqueuse

On suit le protocole suivant pour préparer 100 mL d’eau sucrée en dissolvant 2,0 g de sucre en poudre.

a. Pourquoi utilise-t-on une fiole jaugée et non un bécher ?

b. Quelle est la concentration en masse de la solution préparée ?

c. On veut préparer 50 mL d’une solution sucrée en diluant 5 fois la solution précédente. Indiquer le matériel nécessaire pour préparer cette solution.

d. Déterminer la concentration en masse de la solution diluée.

Repère
Conseils

b. Utilisez la définition de la concentration en masse.

Attention aux unités.

c. Utilisez la définition du facteur de dilution. Choisissez de la verrerie précise.

d. Vous devez bien comprendre ce que signifie « diluer 5 fois ».

Solution

a. La fiole jaugée est un matériel précis si on respecte bien le remplissage jusqu’au trait de jauge, contrairement au bécher.

b. $C=\frac{m_{\text{sucre}}}{V_{\text{solution}}}=\frac{\mathrm{2,0}}{\mathrm{0,100}}=20$ g · L⁻¹ avec msucre en g et Vsolution en L.

c. Le facteur de dilution vaut 5 soit $F=\frac{C_{\text{mère}}}{C_{\text{fille}}}=\frac{V_{\text{fille}}}{V_{\text{mère}}}=5$. Donc Vfille = 5Vmère.

Vfille = 50,0 mL d’où Vmère = 10,0 mL.

Avec une pipette jaugée de 10 mL, on prélève la solution mère que l’on verse dans une fiole jaugée de 50 mL.

On complète avec de l’eau jusqu’au trait de jauge.

d. Si on dilue 5 fois, la concentration de la solution fille est 5 fois plus faible :

Cfille = 4,0 g · L^–1.