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Physique-Chimie · Tronc Commun — Technologique

Concentration molaire

Le cours expliqué simplement, les questions que tous les élèves se posent et des exercices type examen national. Programme marocain, gratuit.

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours

La concentration molaire $C$ d'un soluté dans une solution est le rapport de la quantité de matière $n$ (en mol) du soluté par le volume $V$ (en L) de la solution : $$C = \frac{n}{V}$$

  • Unité : $mol \cdot L^{-1}$.
  • Lors d'une dissolution d'un corps solide de masse $m$ et de masse molaire $M$ : $n = \frac{m}{M}$, donc $C = \frac{m}{M \cdot V}$.
  • Lors d'une dilution, la quantité de matière du soluté se conserve : $n_{mère} = n_{fille}$, soit $C_m \cdot V_m = C_f \cdot V_f$.

Méthodes à maîtriser

  1. Calculer $C$ : Identifier $n$ et $V$ (attention aux unités : $V$ doit être en Litres).
  2. Préparer une solution par dissolution : Calculer $m$, peser, dissoudre dans un peu d'eau, transvaser dans une fiole jaugée, compléter jusqu'au trait de jauge.
  3. Préparer une solution par dilution : Calculer le volume $V_m$ à prélever avec la formule $V_m = \frac{C_f \cdot V_f}{C_m}$.

Exemples corrigés

Exemple 1 : Dissoudre $2,0 , g$ de $NaCl$ ($M=58,5 , g/mol$) dans $200 , mL$. $n = 2,0 / 58,5 \approx 0,034 , mol$. $V = 0,200 , L$. $C = 0,034 / 0,200 = 0,17 , mol \cdot L^{-1}$.

Erreurs fréquentes

  • Oublier de convertir les $mL$ en $L$ ($1 , mL = 10^{-3} , L$).
  • Confondre masse molaire $M$ et masse $m$.
  • Oublier que lors d'une dilution, le volume total est $V_f$ et non le volume d'eau ajouté.

🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR

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Défi flash : 4 questions

Sans compte

🎯 Concentration molaire

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Quelle est l'unité de la concentration molaire ?

❓ Questions fréquentes

C'est quoi la différence entre concentration molaire et concentration massique ?

La concentration molaire ($C$) exprime la quantité de matière en moles par litre ($mol \cdot L^{-1}$), tandis que la concentration massique ($C_m$) exprime la masse en grammes par litre ($g \cdot L^{-1}$). Elles sont liées par la relation $C_m = C \times M$.

💡 À retenir : $C$ utilise les moles, $C_m$ utilise les grammes.

Kifach n7seb Vm f la dilution ?
  1. Applique la relation de conservation de la matière : $C_m \cdot V_m = C_f \cdot V_f$.
  2. Isole $V_m$ : $V_m = \frac{C_f \cdot V_f}{C_m}$.
  3. Remplace par les valeurs en respectant les unités.

💡 À retenir : $V_m$ est toujours plus petit que $V_f$.

Est-ce que le volume du solvant change pendant la dissolution ?

Oui, mais on ne mesure pas le volume d'eau ajouté. On ajoute de l'eau pour atteindre le trait de jauge de la fiole, ce qui garantit que le volume total de la solution est exactement celui de la fiole.

💡 À retenir : Le volume final est celui de la fiole jaugée.

Chno hiya l'utilité dyal la fiole jaugée ?

La fiole jaugée est un instrument de précision qui permet de préparer un volume de solution très précis. Sans elle, la concentration calculée serait fausse.

💡 À retenir : Fiole jaugée = précision du volume.

Pourquoi on dit "solution aqueuse" ?

On dit "solution aqueuse" parce que le solvant utilisé est l'eau ($H_2O$). C'est le cas le plus courant au laboratoire.

💡 À retenir : Aqueuse = solvant est l'eau.

Kifach n3ref wach n hiya m/M wla C cdot V ?

Ça dépend des données :

  1. Si on te donne une masse ($g$), utilise $n = m/M$.
  2. Si on te donne une concentration ($mol/L$) et un volume ($L$), utilise $n = C \cdot V$.

💡 À retenir : Regarde les unités données dans l'énoncé.

Est-ce que la masse molaire change si on change le volume ?

Non, la masse molaire ($M$) est une caractéristique propre à chaque espèce chimique. Elle ne dépend ni du volume, ni de la concentration.

💡 À retenir : $M$ est une constante pour une espèce donnée.

Est-ce que le nombre de moles change pendant la dilution ?

Non, la quantité de matière ($n$) reste constante. On ajoute seulement du solvant (eau), donc le volume augmente et la concentration diminue.

💡 À retenir : $n_{initial} = n_{final}$.

Est-ce qu'on peut utiliser une éprouvette graduée à la place d'une fiole jaugée ?

Non, l'éprouvette graduée n'est pas assez précise pour préparer une solution de concentration connue. On l'utilise seulement pour des mesures approximatives.

💡 À retenir : Fiole jaugée pour la précision.

Si j'ai 100 , mL de solution, est-ce que je divise par 100 ou 0,1 ?

Tu dois diviser par $0,1$ car le volume dans la formule $C = n/V$ doit être en Litres. $100 , mL = 0,1 , L$.

💡 À retenir : Toujours convertir en Litres.

Est-ce que la température influence la concentration ?

Oui, car le volume d'un liquide varie avec la température (dilatation), ce qui modifie légèrement la concentration. (à vérifier par le professeur)

💡 À retenir : La concentration est définie pour une température donnée.

Comment savoir si une solution est saturée ?

Une solution est saturée quand on ne peut plus dissoudre de soluté dedans. Si tu ajoutes du solide et qu'il reste au fond sans se dissoudre, la solution est saturée.

💡 À retenir : Solide au fond = saturation.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

Une solution de glucose ($C_6H_{12}O_6$) est préparée en dissolvant $18 , g$ dans $500 , mL$ d'eau.

  1. Calculer la masse molaire du glucose ($M(C)=12, M(H)=1, M(O)=16 , g \cdot mol^{-1}$).
  2. Calculer la concentration molaire $C$ de la solution.
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Exercice 2

On souhaite préparer $V = 250 , mL$ d'une solution de sulfate de cuivre de concentration $C = 0,10 , mol \cdot L^{-1}$.

  1. Calculer la quantité de matière $n$ nécessaire.
  2. Calculer la masse $m$ de sulfate de cuivre à peser ($M = 159,6 , g \cdot mol^{-1}$).
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Exercice 3

On dispose d'une solution mère de concentration $C_0 = 0,50 , mol \cdot L^{-1}$. On veut préparer $V_1 = 100 , mL$ d'une solution fille de concentration $C_1 = 0,050 , mol \cdot L^{-1}$.

  1. Calculer le volume $V_0$ de solution mère à prélever.
  2. Quel instrument utilise-t-on pour ce prélèvement ?
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