Dilutions de solutions mères (ou standard)
Imaginez que nous avons une solution d’eau salée avec une certaine concentration. Cela signifie que nous avons une certaine quantité de sel (une certaine masse ou un certain nombre de moles) dissoute dans un certain volume de solution. Ensuite, nous allons diluer cette solution. Cela se fait en ajoutant plus d’eau, pas plus de sel :
\(\rightarrow\) 
Avant la dilution et après la dilution
.
La molarité de la solution 1 est
et la molarité de la solution 2 est
réorganiser les équations pour trouver les moles :
et
Qu’est-ce qui est resté le même et qu’est-ce qui a changé entre les deux solutions ? En ajoutant plus d’eau, nous avons modifié le volume de la solution. Ce faisant, nous avons également modifié sa concentration. Cependant, le nombre de moles de soluté n’a pas changé. Donc,
C’est pourquoi
où
- \(M_1\) et \(M_2\) sont les concentrations des solutions originales et diluées
- \(V_1\) et \(V_2\) sont les volumes des deux solutions
.
Préparer des dilutions est une activité courante en laboratoire de chimie et ailleurs. Une fois que vous avez compris la relation ci-dessus, les calculs sont simples.
Supposons que vous avez \(100. \ : \text{mL}\) d’une \(2,0 \ : \text{M}\) solution de \(\ce{HCl}\). Tu dilues la solution en ajoutant suffisamment d’eau pour que le volume de la solution soit de \(500. \ : \text{mL}\). La nouvelle molarité peut facilement être calculée en utilisant l’équation ci-dessus et en résolvant \(M_2\).
La solution a été diluée d’un cinquième puisque le nouveau volume est cinq fois plus grand que le volume initial. Par conséquent, la molarité est égale à un cinquième de sa valeur initiale.
Un autre problème de dilution courant consiste à calculer quelle quantité d’une solution très concentrée est nécessaire pour obtenir une quantité souhaitée de solution de moindre concentration. La solution très concentrée est généralement appelée solution mère.
Exemple \(\PageIndex{1}\) : Dilution de l’acide nitrique
L’acide nitrique \(\left( \ce{HNO_3} \right)\) est un acide puissant et corrosif. Lorsqu’il est commandé auprès d’un fournisseur de produits chimiques, sa molarité est de \(16 \ : \text{M}\). Quelle quantité de la solution mère d’acide nitrique doit-on utiliser pour obtenir une solution de 0,50 Ä : Ä : Ä : Ä : Ä : Ä : Ä : Ä : Ä : Ä : Ä : Å ?
Solution
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Étapes de résolution de problèmes |
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| Identifiez les informations « données » et ce que le problème vous demande de « trouver ». » |
Donné : M1, Stock \(\ce{HNO_3} = 16 \ : \text{M}\) (V_2 = 8,00 \ : \text{L}\) \(M_2 = 0,50 \ : \text{M}\) Trouver : Volume du stock \(\ce{HNO_3} \left( V_1 \right) = ? \ : \text{L}\) |
| Lister les autres quantités connues. |
aucune |
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Planifier le problème. |
D’abord, réarrangez l’équation algébriquement pour résoudre \(V_1\). |
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Calculer et annuler les unités. |
Maintenant, substituez les quantités connues dans l’équation et résolvez. |
| Réfléchissez à votre résultat. | \(250 \ : \text{mL}\) de la solution mère \(\ce{HNO_3}\) doit être diluée avec de l’eau pour obtenir un volume final de \(8,00 \ : \text{L}\). La dilution est d’un facteur 32 pour passer de \(16 \ : \text{M}\) à \(0,5 \ : \text{M}\). |
Exercice \(\PageIndex{1}\)
Une solution 0.885 M de KBr avec un volume initial de 76,5 mL a plus d’eau ajoutée jusqu’à ce que sa concentration soit de 0.500 M. Quel est le nouveau volume de la solution ?
Réponse
135,4 mL
Notez que le volume calculé aura les mêmes dimensions que le volume d’entrée, et l’analyse dimensionnelle nous indique que dans ce cas, nous n’avons pas besoin de convertir en litres, puisque L s’annule lorsque nous divisons M (mol/L) par M (mol/L).