Déterminer la concentration des ions en solution

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Fiches
Classe(s) : 1re S | Thème(s) : Solutions ioniques et chimie organique


Rappels de cours

1 La concentration en soluté apporté

► On obtient une solution aqueuse en dissolvant un soluté noté S dans l’eau.

► La concentration massique en soluté apporté Cm(S) est égale au quotient de la masse m(S) de soluté mise en solution par le volume Vsol de la solution :

Cm(S)=m(S)Vsol

Cm(S) en gL1

m(S) en g et Vsol en L

► La concentration molaire en soluté apporté C(S) est égale au quotient de la quantité de matière n(S) de soluté mise en solution par le volume Vsol de la solution :

C(S)=n(S)Vsol

C(S) en molL1

n(S) en mol et Vsol en L

► On a la relation suivante :Cm(S)=m(S)Vsol=n(S)×M(S)Vsol=n(S)Vsol×M(S)=C(S)×M(S)

soit : C(S)=Cm(S)M(S)

2 La concentration molaire des ions

La concentration molaire d’un ion en solution est notée [formule de l’ion] (formule de l’ion « entre crochets »). Elle est égale au quotient de la quantité de matière n(formule de l’ion) de l’ion présente en solution par le volume Vsol de la solution :

[formule de l'ion]=n(formule de l'ion)Vsol

[formule de l’ion]

en molL1

n(formule de l’ion)

en mol et Vsol en L

Méthodes

Déterminer la masse de soluté à dissoudre

On fabrique une solution de glucose (C6H12O6) de concentration molaire en soluté apporté C=0,150molL1 de volume V=100mL.

1. Déterminer la concentration massique de la solution fabriquée.

2. En déduire la masse de soluté qu’il faut dissoudre.

Données : M(H)=1,0gmol1, M(C)=12,0gmol1 et M(O)=16,0gmol1.

Solution

1. Cm=C×M=C×(6M(C)+12M(H)+6M(O))=0,150×(6×12,0+12×1,0+6×16)=27,0gL1.

2. Cm=mVsoitm=Cm×V et m=27,0×0,100=2,70g.

Calculer des concentrations molaires d’ions en solution

On souhaite préparer une solution aqueuse, de volume V=100mL, par dissolution complète de m=6,84g de sulfate d’aluminium, solide ionique de formule Al2(SO4)(s).

1. Écrire l’équation de dissolution du sulfate d’aluminium sachant que la formule des ions aluminium formés est Al3+(aq).

2. Calculer la concentration molaire C en soluté apporté.

3. En déduire la concentration molaire des ions en solution.

Donnée : M(soluté)=342,1gmol1.

Solution

1. Al2(SO4)3(s)2Al3+(aq)+3SO42(aq).

2. C=n(soluté)V=m(soluté)M(soluté)V=6,84342,10,100=2,00×101molL1.

3. 

Équation

Al2(SO4)3(s)2Al3+(aq)+3SO42(aq)

État initial

0

n(S)

0

0

État final

xmax

n(S) - xmax = 0

2xmax = 2n(S)

3xmax = 3n(S)

[Al3+(aq)]=2xmaxV=2n(S)V=2C(S)=0,400molL1

et [SO42(aq)]=3xmaxV=3n(S)V=3C(S)=0,600molL1.