Préparation d'une solution par dissolution d'un composé solide

Objectifs

Préparer un volume \(\textrm V\) de solution de concentration molaire[1] \(\textrm C\) d'un composé \(\textrm{X(solide)}\) .

Choix et calculs préliminaires

Il faut tout d'abord vérifier que l'on dispose d'une fiole jaugée[2] de volume \(\textrm V\) ; si ce n'est pas le cas, il faut choisir la fiole disponible de volume immédiatement supérieur. (Par exemple si vous devez préparer 400 mL de solution choisissez une fiole de 500 mL) On ajustera les quantités à dissoudre par rapport à ce nouveau volume.

Il faut ensuite calculer la masse m du composé \(\textrm X\) à dissoudre dans le volume \(\textrm V\) de la fiole. La quantité de matière \(\mathrm{n_X}\) de \(\textrm X\) à introduire dans le volume \(\textrm V\) vaut \(\mathrm{n_\textrm X = C.V}\) (en prenant soin d'exprimer \(\textrm C\) en mol.L-1 et \(\textrm V\) en L ) . Une mole de \(\textrm X\) correspond à une masse \(\textrm M_\textrm X\) qui est la masse molaire de \(\textrm X\) ; cette masse se calcule à partir des masses molaires atomiques (en g.mol-1) que l'on trouve dans toutes les classifications périodiques des éléments.

La masse m à dissoudre vaut donc : \(\mathrm{m = n_\textrm X. \textrm{M}_\textrm X = C.V.\textrm{M}_\textrm X}\)

Exemple

On doit préparer 100,0 mL de solution de sulfate de cuivre (II) de concentration 0,100 mol.L-1 les étapes préliminaires sont :

  • vérifier que l'on dispose d'une fiole jaugée de 100 mL (ce qui est très courant).

  • rechercher la formule chimique du sulfate de cuivre (elle est souvent écrite sur l'étiquette du flacon).

  • cette formule est \(\textrm{CuSO}_4,5 \textrm H_2\textrm O\), on a donc 5 molécules d'eau pour une de sulfate de cuivre ; il faudra veiller à en tenir compte dans notre calcul de masse molaire.

  • rechercher les masses molaires atomiques des éléments \(\textrm{Cu}\), \(\textrm S\), \(\textrm O\) et \(\textrm H\) : on trouve (en g.mol-1) respectivement pour \(\textrm{Cu : 63,5}\) , \(\textrm{S : 32,1}\) , \(\textrm{O : 16,0}\) et \(\textrm{H : 1,0}\) .

  • calculer la masse molaire du composé \(\textrm{CuSO}_4,5\textrm H_2\textrm O : \textrm M = \textrm{63,5} + \textrm{32,1} + 4.16 + 5.( 16 + 2.1) = \textrm{249,6 g.mol}^{-1}\).

  • Enfin, calculer \(\mathrm{m = \textrm{M}.C.V = \textrm{249,6 . 0,100 . 0,100 = 2,496 g}}\) . Si l'on ne dispose pas d'une balance de haute précision la masse à peser pourra être arrondie à 2,50 g.

Réalisation pratique

Vous pouvez consulter la réalisation pratique sous forme de vidéo ou sous forme de données textuelles.

Préparation d'une solution par pesée