Caractériser quantitativement une solution aqueuse

Une mole (d’atomes, d’ions, de molécules) est la quantité de matière correspondant à 6,02 × 10²³entités chimiques (atomes, ions, molécules). Ce nombre est appelé nombre d’Avogadro, noté $N_{A} .$

Exemple :

Une mole de néon est un ensemble de 6,02 × 10²³atomes de néon.

Une mole de molécules de dihydrogène est un ensemble de 6,02 × 10²³ molécules de dihydrogène.

La masse molaire M désigne la masse d’une mole d’une espèce chimique (atomique, moléculaire ou ionique). Elle est exprimée en g/mol ou g.mol^–1.
On distingue :
- –la masse molaire atomique d’un élément, qui est la masse d’une mole d’atomes de cet élément. Elle se trouve dans le tableau périodique ;

Exemple :

$M (H) = 1 g / m o l, M (O) = 16 g / m o l .$

–la masse molaire moléculaire d’une espèce, qui est la masse d’une mole de molécules de cette espèce. Pour la calculer, on fait la somme des masses molaires atomiques des atomes constituants la molécule ou l’ion.

Exemple :

$M (H_{2} O) = 2 \times M (H) + M (O) = 2 \times 1 + 16 \equiv 18 g / mol$ .

La quantité de matière n, en moles, est le nombre de moles contenues dans un échantillon d’une espèce : $n = \frac{m}{M}$ avec :
- –m : la masse de l’échantillon (g) ;
- –M : la masse molaire (g/mol ou g.mol^–1) ;
- –n : la quantité de matière (mol).

Lorsque l’on dissout une ou plusieurs espèces chimiques (solides, liquides ou gaz) dans un liquide qui peut-être de l’eau (solution aqueuse), de l’alcool (solution alcoolique), etc., on obtient un mélange homogène appelé solution.
Les espèces dissoutes sont appelées solutés.
Le liquide majoritaire qui solubilise les solutés est le solvant.

C’est la proportion d’un soluté dans une solution. On distingue :
- –la concentration massique qui est la masse m de soluté par litre de solution, exprimée en g/L (ou g.L^-1) : $c_{m} = \frac{m}{V}$
- –la concentration molaire, qui est la quantité de matière n par litre de solution exprimée en mol/L (ou mol.L^–1) : $c \equiv \frac{n}{V}$

Dissoudre un solide, c’est obtenir une solution en mélangeant ce solide à un solvant.
Diluer une solution, c’est diminuer sa concentration en ajoutant une quantité supplémentaire de solvant.

16Caractériser quantitativement
une solution aqueuse