Calcul de la Molarité d’une Solution
Comprendre le Calcul de la Molarité
La molarité (M), ou concentration molaire, est une mesure de la concentration d'un soluté dans une solution. Elle est définie comme le nombre de moles de soluté par litre de solution. C'est une unité de concentration très couramment utilisée en chimie car elle facilite les calculs stœchiométriques. La formule générale de la molarité est : \(M = \frac{n}{V}\), où \(n\) est le nombre de moles de soluté et \(V\) est le volume de la solution en litres.
Données de l'étude
- Soluté : Chlorure de sodium (NaCl)
- Masse de NaCl pesée (\(m\)) : \(11.688 \, \text{g}\)
- Volume final de la solution (\(V_{\text{solution}}\)) : \(250.0 \, \text{mL}\)
- Masses molaires atomiques :
- Na : \(22.99 \, \text{g/mol}\)
- Cl : \(35.45 \, \text{g/mol}\)
Schéma : Préparation d'une Solution Aqueuse
Étapes schématiques de la préparation d'une solution de molarité connue.
Questions à traiter
- Calculer la masse molaire (\(M_{\text{NaCl}}\)) du chlorure de sodium.
- Déterminer le nombre de moles (\(n\)) de NaCl pesées.
- Convertir le volume de la solution (\(V_{\text{solution}}\)) en litres (\(L\)).
- Calculer la molarité (\(C\)) de la solution de NaCl préparée.
Correction : Calcul de la Molarité d'une Solution
Question 1 : Masse Molaire (\(M_{\text{NaCl}}\)) du Chlorure de Sodium
Principe :
La masse molaire d'un composé chimique est la masse d'une mole de ce composé. Elle est calculée en additionnant les masses molaires atomiques de tous les atomes présents dans la formule chimique du composé.
Formule(s) utilisée(s) :
Où \(N_{\text{atome}}\) est le nombre d'atomes d'un élément donné dans la formule et \(M_{\text{atome}}\) est la masse molaire atomique de cet élément.
Données spécifiques :
- Formule du chlorure de sodium : NaCl
- Masse molaire atomique de Na : \(22.99 \, \text{g/mol}\)
- Masse molaire atomique de Cl : \(35.45 \, \text{g/mol}\)
Calcul :
Quiz Intermédiaire 1 : Quelle est la masse molaire du sulfate de cuivre (II) anhydre, CuSO₄ ? (M(Cu)=63.5 g/mol, M(S)=32.1 g/mol, M(O)=16.0 g/mol)
Question 2 : Nombre de Moles (\(n\)) de NaCl
Principe :
Le nombre de moles (\(n\)) d'une substance peut être calculé en divisant la masse (\(m\)) de la substance par sa masse molaire (\(M\)).
Formule(s) utilisée(s) :
Données spécifiques :
- Masse de NaCl (\(m\)) : \(11.688 \, \text{g}\)
- Masse molaire de NaCl (\(M_{\text{NaCl}}\)) : \(58.44 \, \text{g/mol}\) (calculée à la question 1)
Calcul :
Quiz Intermédiaire 2 : Si vous pesez 4.0 g de NaOH (M = 40.0 g/mol), combien de moles avez-vous ?
Question 3 : Conversion du Volume de la Solution en Litres (\(L\))
Principe :
La molarité est définie en termes de litres de solution. Il est donc nécessaire de convertir le volume donné en millilitres (mL) en litres (L). Il y a 1000 mL dans 1 L.
Formule(s) utilisée(s) :
Données spécifiques :
- Volume de la solution (\(V_{\text{solution}}\)) : \(250.0 \, \text{mL}\)
Calcul :
Quiz Intermédiaire 3 : Combien y a-t-il de millilitres dans 0.5 litre ?
Question 4 : Calcul de la Molarité (\(C\)) de la Solution
Principe :
La molarité (\(C\), souvent aussi notée \(M\)) d'une solution est calculée en divisant le nombre de moles de soluté (\(n\)) par le volume total de la solution en litres (\(V_L\)).
Formule(s) utilisée(s) :
Données spécifiques :
- Nombre de moles de NaCl (\(n_{\text{NaCl}}\)) : \(0.200 \, \text{mol}\) (calculé à la question 2)
- Volume de la solution (\(V_L\)) : \(0.2500 \, \text{L}\) (calculé à la question 3)
Calcul :
La molarité peut aussi être exprimée avec l'unité M (molaire). Donc, \(C_{\text{NaCl}} = 0.800 \, \text{M}\).
Quiz Q4 : Si on dissout 0.5 mol de sucre dans assez d'eau pour faire 1.0 L de solution, quelle est la molarité ?
Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)
1. Qu'est-ce que la molarité ?
2. L'unité SI de la molarité est :
3. Pour calculer la molarité, vous avez besoin de connaître :
Glossaire
- Molarité (Concentration Molaire, \(C\) ou \(M\))
- Quantité de matière (nombre de moles) d'un soluté dissous par litre de solution. Unité : mol/L ou M.
- Soluté
- Substance qui est dissoute dans une autre substance (le solvant) pour former une solution.
- Solvant
- Substance dans laquelle le soluté est dissous pour former une solution. C'est généralement le composant majoritaire.
- Solution
- Mélange homogène formé par la dissolution d'un ou plusieurs solutés dans un solvant.
- Mole (mol)
- Unité de quantité de matière du Système International. Une mole contient environ \(6.022 \times 10^{23}\) entités élémentaires (atomes, molécules, ions, etc.).
- Masse Molaire (\(M\))
- Masse d'une mole d'une substance chimique. Unité : g/mol.
- Volume (\(V\))
- Espace occupé par une substance. Pour la molarité, le volume de la solution est exprimé en litres (L).
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