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Quantité de matière : la mole

Cours
Quantité de matière : la mole

Concentrations molaire et massique

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Concentrations molaire et massique

Concentrations molaire et massique

Sommaire
jouerIntroduction
jouerDéfinition de la concentration molaire
jouerExemple
jouerLien entre concentrations
jouerLes différentes applications

Définition de la concentration molaire

Définition

La concentration molaire d'une espèce en solution, notée CC, et la quantité de matière (nn) de cette espèce dans 1 Litre de solution. L'unité de la concentration molaire est le mol.L1mol.L^{-1} ou mol/Lmol/L La formule de la concentration molaire est la suivante :

C=nVsolutionC = \frac{n}{V_\text{solution}}

où :

  • nn est la quantité de matière, en mol

  • VsolutionV_{solution} est le volume de la solution, en L

  • CC est la concentration molaire, en mol.L1mol.L^{-1} ou mol/Lmol/L

Définition

A partir de la concentration molaire, il est possible de déterminer la quantité de matière :

n=CVsolutionn = C*V_{solution}

où :

  • CC est la concentration molaire, en mol.L1mol.L^{-1} ou mol/Lmol/L

  • VsolutionV_{solution} est le volume de la solution, en L

  • nn est la quantité de matière, en mol

Exemple

Exemple

Calculer la quantité de matière dans 20 mL20 \text{ mL} de NaCl à 0,6 mol.L10,6\text{ mol.L}^{-1}

n=CVsolutionn = C*V_{solution}

C=0,6 mol.L1C = 0,6\text{ mol.L}^{-1}

V=20 mL=20103 LV = 20\text{ mL} = 20*10^{-3}\text{ L}

Donc :

n=0,620103=1,2102 moln = 0,6*20*10^{-3} = 1,2*10^{-2}\text{ mol}

Lien entre concentrations

Définition

Il est facile d'établir un lien en les concentrations massique et molaire à partir de 3 formules bien connues :

  • concentration molaire : C=nVsolutionC=\frac{n}{V_{solution}}

  • concentration massique Cm=mVsolutionC_m=\frac{m}{V_{solution}}

  • quantité de matière n=mMn=\frac{m}{M}

On en déduit que :

C=nVsolution=mMVsolution=mVsolution1M=CmMC = \frac{n}{V_{solution}}=\frac{\frac{m}{M}}{V_{solution}}=\frac{m}{V_{solution}}*\frac{1}{M}=\frac{C_m}{M}

Il faut donc retenir la relation entre la concentration molaire et la concentration massique suivante :

C=CmMC=\frac{C_m}{M}

Ou encore :

Cm=CMC_m=C*M

Exemple

A partir de l'exemple précédent, et en sachant que la Masse Molaire du Chlorure de Sodium est :

M(NaCl)=58,5 g.mol1M(NaCl) = 58,5 \text{ g.mol}^{-1}

calculer la concentration massique en NaClNaCl.

On sait que :

Cm=CMC_m=C*M

C=0,6 mol.L1C=0,6 \text{ mol.L}^{-1}

M=58,5 g.mol1M=58,5 \text{ g.mol}^{-1}

Donc :

Cm=0,658,5=35,1 g.L1C_m=0,6*58,5 = 35,1 \text{ g.L}^{-1}

Les différentes applications

lumix

Lors d'une dilution, la quantité de matière en soluté se conserve. La quantité de matière au départ (n0n_0) est égale à la quantité de matière à la fin (nfn_f) :

n0=nfn_0 = n_f

Donc :

n0=C0V0n_0 = C_0*V_0
nf=CfVfn_f=C_f*V_f

On en déduit donc la relation suivante :

C0V0=CfVfC_0*V_0=C_f*V_f

A partir de cette relation, en connaissant 3 paramètres sur les 4 on pourra en déduire le quatrième.

Exemple

Prenons l'exemple d'une dilution : à partir d'une solution de concentration 0,4 mol.L10,4\text{ mol.L}^{-1} on veut préparer 100 mL100\text{ mL} d'une solution de concentration 0,04 mol.L10,04\text{ mol.L}^{-1}. Quel volume de solution mère doit-on prélever ? En reprenant la notation de la formule de la dilution :

  • C0=0,4 mol.L1C_0 = 0,4\text{ mol.L}^{-1}

  • V0=aˋ calculerV_0 = \text{à calculer}

  • Cf=0,04 mol.L1C_f = 0,04\text{ mol.L}^{-1}

  • Vf=100 mL=0,1 LV_f = 100\text{ mL}=0,1\text{ L}

A partir de la relation suivante :

C0V0=CfVfC_0*V_0=C_f*V_f

On en déduit que :

V0=CfVfC0=0,040,10,4=0,01 L=10 mLV_0=\frac{C_f*V_f}{C_0}=\frac{0,04*0,1}{0,4}=0,01\text{ L}=10\text{ mL}

Le volume à prélever dans la solution mère est 10 mL.10\text{ mL}.

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Commentaires

Pierre-Louis

3
il y a 4 ans
dans Cm(X) X correspond a quoi??
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