Calcul de la Concentration Finale de CuSO₄
Contexte : Chimie des solutions aqueuses et manipulation en laboratoire.
Le Sulfate de CuivreComposé chimique de formule CuSO4, souvent bleu sous forme hydratée. (II), de formule \(\text{CuSO}_4\), est un sel très utilisé tant dans l'industrie que dans l'enseignement. Sous sa forme la plus courante, le pentahydrate (\(\text{CuSO}_4 \cdot 5\text{H}_2\text{O}\)), il se présente sous forme de beaux cristaux bleu azur. Cette couleur intense est due à la présence des ions cuivre (II) hydratés en solution.
Dans de nombreux domaines comme l'agriculture (bouillie bordelaise pour traiter la vigne contre le mildiou), l'électrolyse (cuivrage d'objets métalliques), ou encore le traitement des eaux (algicide dans les piscines), il est crucial de préparer des solutions à des concentrations précises. Une concentration trop faible rendrait le produit inefficace, tandis qu'une concentration trop élevée pourrait être toxique pour les plantes ou l'environnement, ou simplement inutilement coûteuse.
Au laboratoire, on dispose souvent d'une "solution mère" (ou solution stock) très concentrée. Plutôt que de peser de la poudre à chaque fois, ce qui peut être imprécis pour de très petites quantités, on préfère diluer cette solution mère pour obtenir une "solution fille" à la concentration désirée. Cet exercice vous guidera pas à pas dans les calculs et la méthodologie rigoureuse pour réussir cette opération fondamentale.
Remarque Pédagogique : Cet exercice vise à maîtriser le calcul de dilution, une compétence fondamentale pour tout technicien de laboratoire ou étudiant en chimie. Vous apprendrez à passer des moles aux volumes, à choisir la verrerie adaptée et à respecter les consignes de sécurité.
Objectifs Pédagogiques
- Comprendre et appliquer le principe de conservation de la matière lors d'une dilution.
- Savoir calculer le volume précis de solution mère à prélever pour atteindre une concentration cible.
- Identifier et choisir la verrerie de laboratoire appropriée (pipette jaugée, fiole jaugée) pour garantir la précision analytique.
- Maîtriser les conversions entre concentration molaire et massique.
Données de l'étude
On souhaite préparer une solution diluée (solution fille) de sulfate de cuivre à partir d'une solution commerciale concentrée (solution mère).
Données techniques
| Paramètre | Valeur |
|---|---|
| Solution Mère (Stock) | \(C_{\text{mère}} = 1.0 \text{ mol}\cdot\text{L}^{-1}\) |
| Volume de solution fille désiré | \(V_{\text{fille}} = 250 \text{ mL}\) |
| Concentration fille désirée | \(C_{\text{fille}} = 0.1 \text{ mol}\cdot\text{L}^{-1}\) |
Schéma de la situation
| Nom du Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Concentration Mère | \(C_{\text{mère}}\) | 1.0 | \(\text{mol/L}\) |
| Volume Fille | \(V_{\text{fille}}\) | 250 | \(\text{mL}\) |
Questions à traiter
- Calculer le volume \(V_{\text{mère}}\) de solution mère à prélever.
- Décrire le protocole expérimental et le choix de la verrerie.
- Calculer le facteur de dilution \(F\).
- Calculer la concentration massique \(C_{m,\text{fille}}\) de la solution fille.
- Déterminer la masse \(m\) de sulfate de cuivre anhydre présente dans la solution fille.
Les bases théoriques
La dilution consiste à ajouter du solvant (généralement de l'eau distillée) à une solution pour en diminuer la concentration. La quantité de matière de soluté reste inchangée.
Conservation de la matière
Le principe fondamental de la dilution est la conservation de la quantité de matière de soluté. Imaginez une pincée de sel dissoute dans un fond de verre d'eau. Si vous remplissez le verre d'eau, la quantité de sel (le nombre d'ions sodium et chlorure) n'a pas changé ; elle est simplement dispersée dans un plus grand volume. En chimie, on dit que le nombre de moles \(n\) prélevé dans la solution mère est égal au nombre de moles \(n\) présent dans la solution fille finale. Seul le volume de solvant (et donc la concentration) change.
Principe de conservation
Où :
- \(n\) est la quantité de matière (mol).
Relation Concentration - Volume
La concentration molaire \(C\) représente la densité de population des molécules dans un volume donné (\(C = n/V\)). Puisque la quantité de matière \(n\) est conservée (\(n_{\text{mère}} = n_{\text{fille}}\)), on peut égaler les produits Concentration \(\times\) Volume. C'est la fameuse loi de dilution : \(C_{\text{mère}} \times V_{\text{mère}} = C_{\text{fille}} \times V_{\text{fille}}\). Cette équation relie quatre grandeurs : si vous en connaissez trois, vous pouvez toujours déduire la quatrième.
Loi de dilution
Où :
- \(C\) est la concentration molaire (mol/L).
- \(V\) est le volume (L).
Facteur de dilution
Le facteur de dilution \(F\) quantifie l'ampleur de la dilution. C'est un nombre sans dimension, toujours supérieur à 1, qui répond à la question : 'Combien de fois la solution a-t-elle été diluée ?'. Si vous diluez au dixième, \(F=10\). Cela signifie que le volume final est 10 fois plus grand que le volume initial, et inversement, que la concentration finale est 10 fois plus faible que la concentration initiale.
Facteur F
Où :
- \(F\) est sans unité.
Correction : Calcul de la Concentration Finale de CuSO₄
Question 1 : Calcul du volume à prélever
Principe
Le cœur du problème réside dans la conservation de la matière. Imaginez que la solution mère est un sirop très sucré. Si vous prenez une cuillère de ce sirop (volume prélevé) et que vous la mettez dans un grand verre d'eau, la quantité de sucre (nombre de molécules) dans votre grand verre est exactement la même que celle qui était dans la cuillère. Seul le volume d'eau autour a changé.
Mathématiquement, cela se traduit par : "le nombre de moles de CuSO₄ prélevées dans la pipette est égal au nombre de moles de CuSO₄ présentes dans la fiole finale".
Mini-Cours
Rappel Mathématique Approfondi :
La concentration molaire \(C\) exprime combien de "paquets de particules" (moles) se trouvent dans un litre.
\(C = \frac{n}{V} \iff n = C \times V\).
Puisque \(n_{\text{prélevé}} = n_{\text{final}}\), alors :
\(C_{\text{mère}} \times V_{\text{mère}} = C_{\text{fille}} \times V_{\text{fille}}\).
C'est cette équation à une inconnue (\(V_{\text{mère}}\)) que nous devons résoudre.
Remarque Pédagogique
Pourquoi ne pas convertir en Litres ?
Dans l'équation \(C_1 V_1 = C_2 V_2\), si \(C_1\) et \(C_2\) sont en mol/L, alors \(V_1\) et \(V_2\) doivent simplement avoir la même unité. Si \(V_{\text{fille}}\) est en mL, alors le résultat \(V_{\text{mère}}\) sortira directement en mL. Convertir en litres (0.250 L) pour ensuite revenir en mL est une source d'erreurs de calcul inutile.
Normes
En chimie analytique, la précision est clé. "250 mL" n'est pas un nombre vague, c'est une mesure de classe A. Le résultat doit donc être donné avec une précision cohérente (au moins 3 chiffres significatifs).
Formule(s)
Pour isoler le volume de solution mère \(V_{\text{mère}}\), nous partons de la définition fondamentale de la concentration :
1. Définition de la concentration
Nous appliquons ensuite le principe de conservation de la matière :
2. Conservation de la matière
En remplaçant \(n\) par \(C \times V\), nous obtenons l'équation de dilution :
3. Loi de dilution
Enfin, nous isolons l'inconnue \(V_{\text{mère}}\) en divisant par \(C_{\text{mère}}\) :
4. Formule isolée
Hypothèses
Nous supposons ici un comportement idéal des solutions :
- Additivité des volumes : En toute rigueur, mélanger 50 mL d'éthanol et 50 mL d'eau donne moins de 100 mL (contraction de volume). Pour des solutions aqueuses diluées de sels comme le CuSO₄, cet effet est négligeable.
- Température : La verrerie est calibrée à 20°C. Si la solution est très chaude ou très froide, le volume mesuré sera faux à cause de la dilatation thermique.
Donnée(s)
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Concentration Mère | \(C_{\text{mère}}\) | 1.0 | mol/L |
| Concentration Fille | \(C_{\text{fille}}\) | 0.1 | mol/L |
| Volume Fille (Fiole) | \(V_{\text{fille}}\) | 250 | mL |
Astuces
Contrôle de cohérence : Avant même de calculer, réfléchissez : vous voulez une solution 10 fois moins concentrée (de 1.0 à 0.1). Il est donc logique qu'il faille prendre "un dixième" du volume final. Si vous trouvez un résultat supérieur à 250 mL, c'est impossible (on ne peut pas prélever plus que le volume final !).
Schéma : Situation Initiale
Calcul(s)
Conversion(s)
Comme expliqué dans la remarque pédagogique, nous choisissons délibérément de ne pas convertir le volume en litres pour simplifier le calcul mental et éviter les erreurs de puissance de 10.
Calcul intermédiaire
On peut calculer mentalement le rapport des concentrations :
Cela signifie que nous devons préparer une solution qui ne contient que 10% de soluté par rapport à la solution mère.
Calcul Principal
2. Remplacer par les valeurs :
Nous injectons les valeurs numériques dans notre formule isolée.
Substitution
3. Calculer :
On effectue d'abord la multiplication au numérateur : \(0.1 \times 250 = 25\).
Puis la division : \(\frac{25}{1.0} = 25\).
Résultat
Le ".0" final indique la précision requise (pipette jaugée).
Schéma (Après les calculs)
Réflexions
Le résultat de 25.0 mL est très confortable expérimentalement car il correspond exactement à la capacité d'une pipette jaugée standard ("pipette de 25"). Si le résultat avait été 23.4 mL, il aurait fallu utiliser une burette graduée, ce qui est moins précis pour un prélèvement unique.
Points de vigilance
Ne confondez pas "Ajouter 250 mL d'eau" et "Compléter à 250 mL".
Si vous ajoutez 250 mL d'eau à vos 25 mL de solution mère, le volume total sera de 275 mL ! La concentration finale serait alors \(C = \frac{n}{0.275}\), ce qui est faux. On complète toujours jusqu'au trait de jauge final.
Points à Retenir
L'essentiel à mémoriser :
- Formule sacrée : \(C_{\text{mère}} \times V_{\text{mère}} = C_{\text{fille}} \times V_{\text{fille}}\).
- Isoler l'inconnue AVANT de remplacer par les chiffres.
- Vérifier que les unités de volume sont identiques à gauche et à droite.
Le saviez-vous ?
Cette formule est universelle. Elle est utilisée en biologie pour préparer des tampons, en cuisine pour les sirops industriels, et même en peinture pour ajuster les teintes.
FAQ
Peut-on utiliser une éprouvette graduée ?
Non. Pour une solution titrée (précise), l'éprouvette a une marge d'erreur trop grande (± 1-2%). Une pipette jaugée a une précision de ± 0.03 mL.
A vous de jouer
Si on voulait préparer 500 mL à la même concentration, quel volume faudrait-il prélever ?
📝 Mémo
"Je prélève ce qui est calculé, je complète jusqu'au trait de jauge."
Question 2 : Protocole et Verrerie
Principe
Le choix de la verrerie n'est pas anodin : c'est lui qui définit l'incertitude sur la concentration finale. En chimie analytique (dosage), on cherche une précision de l'ordre de 0.1% à 0.5%. La verrerie graduée (béchers, éprouvettes) a une erreur typique de 2% à 5%, ce qui est inacceptable ici. Seule la verrerie jaugée (calibrée en usine) permet la précision requise.
Mini-Cours
Comprendre le Ménisque : L'eau "mouille" le verre et remonte légèrement sur les bords, formant une courbe concave appelée ménisque. Le volume est calibré pour être exact lorsque le point le plus bas de cette courbe tangente le haut du trait de jauge.
Classe A vs Classe B : La verrerie de Classe A est la plus précise (tolérances très faibles, verre Pyrex résistant). La Classe B est pour l'usage général.
Remarque Pédagogique
La règle des rinçages (primordial !) :
1. La pipette doit être rincée avec la solution mère. Si elle est mouillée d'eau, elle va diluer involontairement la solution prélevée.
2. La fiole doit être rincée à l'eau distillée. Elle ne doit PAS être rincée avec la solution mère (cela fausserait la quantité finale).
Normes
Les Bonnes Pratiques de Laboratoire (BPL) imposent l'étiquetage immédiat de toute solution préparée (nom, concentration, date, initiales de l'opérateur, pictogrammes de sécurité).
Formule(s)
Il n'y a pas de calcul ici, mais une sélection logique basée sur les volumes calculés en Q1 : \(V_{\text{mère}}=25\) mL et \(V_{\text{fille}}=250\) mL.
Hypothèses
On suppose que la verrerie est propre, non ébréchée, et à température ambiante (les volumes changent avec la température).
Donnée(s)
| Action | Verrerie requise | Justification détaillée |
|---|---|---|
| Contenir la solution mère | Bécher propre et sec | Pour le prélèvement intermédiaire. Ne jamais pipeter dans le flacon stock ! |
| Prélever 25 mL | Pipette jaugée de 25 mL + Propipette | Instrument le plus précis pour un volume fixe. La propipette assure la sécurité. |
| Préparer la dilution | Fiole jaugée de 250 mL | Seul instrument dont le col étroit permet un ajustement précis du volume total. |
Astuces
Pour ajuster le trait : Lorsque vous remplissez la fiole, arrêtez-vous 1 cm sous le trait. Utilisez une pissette d'eau distillée ou une pipette Pasteur pour ajouter les dernières gouttes une par une. Si vous dépassez le trait, la solution est fichue !
Le Duo de Précision
Calcul(s)
Calcul Principal
Aucun calcul numérique, mais une déduction logique : Le volume calculé de 25.0 mL correspond à une taille standard de verrerie existante.
Schéma (Protocole Visuel)
Réflexions
L'étape d'agitation intermédiaire (quand la fiole est à moitié pleine) est souvent négligée. Elle est pourtant cruciale pour commencer à dissoudre et éviter des phénomènes de contraction de volume qui pourraient fausser l'ajustement final.
Points de vigilance
Sécurité CuSO₄ :
⚠️ H302 : Nocif en cas d'ingestion. Ne jamais porter les mains à la bouche.
⚠️ H315/H319 : Provoque une irritation cutanée et des yeux.
🐟 H410 : Très toxique pour les organismes aquatiques. Ne pas jeter à l'évier ! Récupérer dans le bidon "Sels métalliques".
Pipetage à la bouche STRICTEMENT INTERDIT.
Points à Retenir
Le dogme du chimiste : "Pipette jaugée pour prélever, Fiole jaugée pour diluer, Eau distillée pour compléter, Homogénéisation pour finir."
Le saviez-vous ?
La fiole jaugée est inventée au 19ème siècle. Avant, les dosages volumétriques étaient beaucoup moins précis et on pesait souvent les liquides, ce qui est fastidieux.
FAQ
Pourquoi homogénéiser (retourner la fiole) à la toute fin ?
L'eau ajoutée à la fin reste en surface car elle est moins dense que la solution concentrée au fond. Sans retournement (au moins 3 fois), la solution n'est pas uniforme : le haut est dilué, le bas est concentré.
A vous de jouer
Peut-on utiliser un bécher pour ajuster le niveau au trait de jauge ?
📝 Mémo
Le bas du ménisque doit être tangent au trait de jauge.
Question 3 : Facteur de Dilution
Principe
Le facteur de dilution \(F\) est un indicateur "métier" très utilisé au laboratoire. Il répond à la question : "Combien de fois ai-je dilué ma solution ?". C'est un nombre sans dimension.
Mini-Cours
Le facteur de dilution \(F\) est défini comme :
\( F = \frac{C_{\text{initiale}}}{C_{\text{finale}}} \) (Rapport des concentrations)
OU
\( F = \frac{V_{\text{final}}}{V_{\text{initial}}} \) (Rapport des volumes)
Propriété fondamentale : \(F\) est toujours supérieur à 1. Si \(F=10\), la solution est 10 fois moins concentrée, et le volume est 10 fois plus grand.
Remarque Pédagogique
Attention au langage courant : "Diluer 10 fois" signifie \(F=10\). Mais "Diluer au dixième" signifie aussi \(F=10\). Par contre, "Diluer 1 volume pour 9 volumes d'eau" donne aussi \(F=10\) (car \(V_{\text{final}} = 1+9 = 10\)). Soyez précis sur le volume total.
Normes
Il n'y a pas d'unité pour \(F\) (c'est une grandeur adimensionnelle), car on divise des mol/L par des mol/L (ou des mL par des mL).
Formule(s)
Hypothèses
Conservation stricte de la matière : tout ce qui a été prélevé se retrouve dans la fiole.
Donnée(s)
| Paramètre | Valeur |
|---|---|
| Concentration Mère | 1.0 mol/L |
| Concentration Fille | 0.1 mol/L |
| Volume Mère (Prélevé) | 25 mL |
| Volume Fille (Total) | 250 mL |
Astuces
Moyen mnémotechnique : \(F\) doit être "grand" (supérieur à 1). Donc mettez toujours le grand chiffre au numérateur (en haut) et le petit au dénominateur (en bas).
\(F = \frac{\text{Grand Volume}}{\text{Petit Volume}} = \frac{\text{Grande Conc.}}{\text{Petite Conc.}}\)
Concept Graphique : Densité de Particules
Calcul(s)
Calcul Principal
Calcul via les concentrations
On vérifie avec les volumes :
Les deux méthodes donnent le même résultat, ce qui confirme la cohérence de notre travail en Question 1.
Schéma (Résultat)
F = 10
C'est une dilution au 1/10ème.
Réflexions
Une dilution d'un facteur 10 est très courante car elle correspond à un simple décalage de virgule. C'est la base des "gammes étalons" où l'on prépare des concentrations de 0.1, 0.01, 0.001 mol/L par dilutions successives.
Points de vigilance
Ne jamais écrire "F = 10 mL". Un facteur n'a pas d'unité.
Points à Retenir
\(C_{\text{fille}} = \frac{C_{\text{mère}}}{F}\). C'est la façon la plus rapide de recalculer une concentration.
Le saviez-vous ?
En homéopathie, les dilutions "CH" sont des dilutions au centième (F=100) répétées en cascade. Une dilution 30 CH correspond à \(F = 100^{30} = 10^{60}\). À ce niveau, la probabilité de trouver une seule molécule de soluté dans la fiole est quasi nulle !
FAQ
Est-ce que F peut être égal à 1 ?
Oui, si \(C_{\text{mère}} = C_{\text{fille}}\), cela signifie qu'on n'a pas ajouté de solvant. On n'a pas dilué.
A vous de jouer
Si je veux diluer une solution 20 fois, et que j'ai une fiole de 100 mL, combien je prélève ?
📝 Mémo
F est le "multiplicateur" de volume et le "diviseur" de concentration.
Question 4 : Concentration Massique
Principe
Jusqu'à présent, nous avons raisonné en "nombre de particules" (moles). Mais au laboratoire, les balances ne pèsent pas les moles, elles pèsent des grammes. Il est donc souvent nécessaire de convertir la concentration molaire \(C\) (mol/L) en concentration massique \(C_m\) (g/L), aussi appelée "titre massique".
Mini-Cours
Le lien entre les deux mondes est la Masse Molaire (M), qui est la masse d'une seule mole de substance.
La formule de conversion est :
\( C_m = C \times M \)
Analyse Dimensionnelle :
\([g \cdot L^{-1}] = [mol \cdot L^{-1}] \times [g \cdot mol^{-1}]\).
Les "mol" s'annulent, il reste des "g/L".
Remarque Pédagogique
Piège classique : Hydratation.
Le sulfate de cuivre existe sous forme anhydre (\(\text{CuSO}_4\), blanc) ou pentahydraté (\(\text{CuSO}_4 \cdot 5\text{H}_2\text{O}\), bleu). Leur masse molaire est différente ! Si l'énoncé ne précise pas, on calcule généralement la masse du soluté "actif" (anhydre), mais pour la pesée réelle, on doit tenir compte de l'eau. Ici, nous calculons la concentration en \(\text{CuSO}_4\) pur.
Normes
La notation IUPAC recommande \(\rho\) (rho) pour la masse volumique de la solution totale, et \(\gamma\) (gamma) ou \(C_m\) pour la concentration massique du soluté. Ne les confondez pas !
Formule(s)
Produit simple :
\[ C_{m,\text{fille}} = C_{\text{fille}} \times M(\text{CuSO}_4) \]
Hypothèses
On utilise les masses molaires atomiques standard du tableau périodique : Cu=63.5, S=32.1, O=16.0 g/mol.
Donnée(s)
| Paramètre | Valeur | Unité |
|---|---|---|
| Concentration Fille (\(C_{\text{fille}}\)) | 0.1 | mol/L |
| Masse Molaire Cu | 63.5 | g/mol |
| Masse Molaire S | 32.1 | g/mol |
| Masse Molaire O | 16.0 | g/mol |
Astuces
Calculez toujours la masse molaire \(M\) séparément avant de l'injecter dans la formule finale. Cela permet de vérifier si vous avez bien compté le nombre d'atomes d'oxygène (il y en a 4 !).
Décomposition Molaire
1 mole de \(\text{CuSO}_4\) pèse M grammes.
Calcul(s)
Calcul intermédiaire : Masse Molaire M
On additionne les masses atomiques de chaque atome constituant la molécule :
Calcul Principal
Concentration Massique
On applique la formule \(C_m = C \times M\).
Interprétation : Si on avait un litre de cette solution et qu'on évaporait toute l'eau, on récupérerait 15,96 g de poudre.
Schéma (Visualisation)
Réflexions
16 g/L est une concentration significative mais loin de la saturation (la solubilité du CuSO4 est d'environ 320 g/L à 20°C). La solution sera donc limpide et stable.
Points de vigilance
Ne confondez pas \(C_m\) avec la densité ! La densité de cette solution est proche de 1.01 (soit ~1010 g/L de solution totale). \(C_m\) ne concerne que la masse du soluté.
Points à Retenir
Formule de passage : \(C_m = C \times M\). C'est la clé pour préparer des solutions à partir de solides.
Le saviez-vous ?
Pour préparer la célèbre "Bouillie Bordelaise" (traitement de la vigne), on utilise environ 20 g/L de sulfate de cuivre neutralisé à la chaux. Notre solution fille (15.96 g/L) est donc proche de la concentration d'usage agricole !
FAQ
Et si j'utilisais du sulfate pentahydraté ?
La masse molaire serait \(159.6 + 5 \times 18 = 249.6 \text{ g/mol}\). La concentration massique serait alors \(24.96 \text{ g/L}\). C'est important pour la pesée !
A vous de jouer
Si M = 100 g/mol et C = 0.5 mol/L, Cm = ?
📝 Mémo
Moles \(\xrightarrow{\times M}\) Grammes.
Question 5 : Masse de Soluté
Principe
Nous connaissons maintenant la concentration massique (masse par litre), mais nous n'avons pas préparé un litre ! Nous n'avons préparé que 250 mL. Il faut donc calculer la masse absolue \(m\) de sulfate de cuivre qui se trouve réellement piégée dans notre fiole.
Mini-Cours
Si \(C_m = \frac{m}{V}\), alors \(m = C_m \times V\).
Attention aux unités : Si \(C_m\) est en g/L, le volume \(V\) DOIT être converti en Litres (L) pour que le résultat soit en grammes (g). Utiliser des mL ici donnerait un résultat faux d'un facteur 1000.
Remarque Pédagogique
Ce calcul est une vérification de la conservation de la matière. La masse calculée ici devrait correspondre à la masse qui était contenue dans les 25 mL de solution mère prélevés initialement. Rien ne se perd, rien ne se crée !
Normes
Une balance analytique de laboratoire pèse généralement au dixième de milligramme (0.0001 g). Exprimer le résultat avec deux décimales (0.01 g) est un minimum.
Formule(s)
Formule de masse :
\[ m = C_{m,\text{fille}} \times V_{\text{fille}} \]
Hypothèses
Le volume est supposé être exactement de 250 mL (trait de jauge respecté).
Donnée(s)
| Paramètre | Valeur | Unité |
|---|---|---|
| Concentration Massique (\(C_m\)) | 15.96 | g/L |
| Volume de la fiole (\(V_{\text{fille}}\)) | 250 | mL |
Astuces
Calcul mental : 250 mL, c'est un quart de litre (\(1/4\)). La masse cherchée est donc simplement le quart de la concentration massique (\(15.96 / 4 \approx 4\)).
Conversion Volume
250 mL \(\rightarrow\) 0.250 L
Calcul(s)
Conversion(s)
Il faut convertir le volume en Litres pour l'homogénéité :
Calcul Principal
On remplace dans la formule \( m = 15.96 \times 0.250 \).
Calcul de la masse m
Schéma (Résultat)
Réflexions
Ce résultat de 3.99 g est tout à fait cohérent. Si on avait voulu préparer cette solution par dissolution directe (pesée de poudre + eau), c'est exactement la masse qu'il aurait fallu peser.
Points de vigilance
Si vous deviez réellement peser cette masse, n'oubliez pas de tarer la balance avec la coupelle de pesée (faire le zéro) avant de mettre le produit !
Points à Retenir
La formule \(m = C_m \times V\) est le pont final entre le calcul théorique et la réalité matérielle.
Le saviez-vous ?
3.99 g de sulfate de cuivre correspondent visuellement à une petite cuillère à café rase de cristaux bleus.
FAQ
Pourquoi ne pas avoir utilisé n x M ?
C'était tout à fait possible ! \(n = 0.1 \times 0.250 = 0.025\) mol. Et \(0.025 \times 159.6 = 3.99\) g. C'est une excellente façon de vérifier son calcul.
A vous de jouer
Quelle masse pour 1 Litre de cette solution ?
📝 Mémo
Unités cohérentes = Résultat juste.
Bilan de la Dilution
Résumé graphique de l'opération
📝 Grand Mémo : La Dilution
Points clés à retenir pour réussir vos préparations :
-
🔑
Conservation : Rappelez-vous toujours que le soluté ne disparaît pas. La quantité de matière prélevée (\(n = C \times V\)) est une constante au cours de la dilution. C'est le socle de tout calcul de dosage.
-
📐
Formule : La formule \(C_1 V_1 = C_2 V_2\) est permissive sur les unités de volume (mL ou L), tant qu'elles sont identiques des deux côtés. Par contre, pour calculer une masse (\(m = C \times V \times M\)), le volume DOIT impérativement être en Litres.
-
⚠️
Verrerie : La chimie analytique ne tolère pas l'à-peu-près. L'usage de la pipette jaugée (pour le volume initial précis) et de la fiole jaugée (pour le volume final précis) est non-négociable. Le bécher ne sert qu'au transport ou au stockage, jamais à la mesure.
-
💡
Masse : La sécurité prime : on verse toujours l'acide (ou la solution concentrée) dans l'eau, et non l'inverse, pour limiter les échauffements et projections. De plus, une solution n'est validée qu'après une homogénéisation soigneuse par retournement.
🎛️ Simulateur de Dilution
Simulez la préparation de 100 mL de solution fille en variant le volume prélevé et la concentration de la solution mère.
Paramètres
📝 Quiz final : Avez-vous tout compris ?
1. Si je dilue 10 fois une solution, sa concentration...
2. Quelle verrerie utiliser pour mesurer précisément 20,0 mL ?
📚 Glossaire
- Soluté
- Espèce chimique dissoute dans un solvant (ici, le CuSO4).
- Solvant
- Liquide majoritaire dans lequel est dissous le soluté (ici, l'eau).
- Solution Mère
- Solution initiale concentrée utilisée pour préparer des dilutions.
- Solution Fille
- Solution diluée obtenue après ajout de solvant.
- Ménisque
- Surface courbe du liquide dans la verrerie. La lecture se fait au bas du ménisque.
Le Saviez-vous ?
Chargement...
Laisser un commentaire