Chimie · Paramédical (ISPITS) — Kinésithérapie & rééducation

États de la matière et solutions aqueuses

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

Solution aqueuse : Mélange homogène où l'eau est le solvant.
Concentration molaire ( $C$ ) : $C = \frac{n}{V}$ (en $mol \cdot L^{-1}$ ).
Concentration massique ( $C_m$ ) : $C_m = \frac{m}{V}$ (en $g \cdot L^{-1}$ ). Relation : $C_m = C \times M$ .
Dilution : Conservation de la quantité de matière : $C_0 \cdot V_0 = C_1 \cdot V_1$ .
Facteur de dilution ( $F$ ) : $F = \frac{C_0}{C_1} = \frac{V_1}{V_0} > 1$ .

Méthodes à maîtriser

Calculer la masse $m$ à peser pour préparer une solution : $m = C \cdot V \cdot M$ .
Déterminer le volume $V_0$ à prélever pour une dilution.
Passer de la concentration massique à la concentration molaire et inversement.

Exemples corrigés

Exemple 1 : Préparer 100 mL d'une solution de NaCl à 0,1 mol/L ( $M=58,5$ g/mol). $m = 0,1 \times 0,1 \times 58,5 = 0,585$ g.
Exemple 2 : Diluer 10 fois une solution mère de 50 mL. $V_0 = \frac{V_1}{F} = \frac{50}{10} = 5$ mL.

Erreurs fréquentes

Oublier de convertir les volumes en Litres (L).
Confondre $C$ (mol/L) et $C_m$ (g/L).
Utiliser la masse molaire du soluté au lieu de la masse totale de la solution.

L'essentiel du cours

Solution aqueuse : Mélange homogène où l'eau est le solvant.
Concentration molaire ($C$) : $C = \frac{n}{V}$ (en $mol \cdot L^{-1}$).
Concentration massique ($C_m$) : $C_m = \frac{m}{V}$ (en $g \cdot L^{-1}$). Relation : $C_m = C \times M$.
Dilution : Conservation de la quantité de matière : $C_0 \cdot V_0 = C_1 \cdot V_1$.
Facteur de dilution ($F$) : $F = \frac{C_0}{C_1} = \frac{V_1}{V_0} > 1$.

Méthodes à maîtriser

Calculer la masse $m$ à peser pour préparer une solution : $m = C \cdot V \cdot M$.
Déterminer le volume $V_0$ à prélever pour une dilution.
Passer de la concentration massique à la concentration molaire et inversement.

Exemples corrigés

Exemple 1 : Préparer 100 mL d'une solution de NaCl à 0,1 mol/L ($M=58,5$ g/mol). $m = 0,1 \times 0,1 \times 58,5 = 0,585$ g.
Exemple 2 : Diluer 10 fois une solution mère de 50 mL. $V_0 = \frac{V_1}{F} = \frac{50}{10} = 5$ mL.

Erreurs fréquentes

Oublier de convertir les volumes en Litres (L).
Confondre $C$ (mol/L) et $C_m$ (g/L).
Utiliser la masse molaire du soluté au lieu de la masse totale de la solution.

🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR

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🎯 États de la matière et solutions aqueuses

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La relation entre la quantité de matière $n$ , la concentration $C$ et le volume $V$ est :

La relation entre la quantité de matière $n$, la concentration $C$ et le volume $V$ est :

❓ Questions fréquentes

Quelle est l'unité de la concentration molaire dans le système international ?

L'unité est le $mol \cdot m^{-3}$ . Cependant, en chimie, on utilise couramment le $mol \cdot L^{-1}$ pour des raisons pratiques.

💡 À retenir : $1 mol \cdot L^{-1} = 1000 mol \cdot m^{-3}$ .

L'unité est le $mol \cdot m^{-3}$. Cependant, en chimie, on utilise couramment le $mol \cdot L^{-1}$ pour des raisons pratiques.

💡 À retenir : $1 mol \cdot L^{-1} = 1000 mol \cdot m^{-3}$.

Est-ce que le volume change lors d'une dilution ?

Oui, le volume de la solution augmente car on ajoute du solvant (eau). La quantité de matière du soluté reste constante.

💡 À retenir : $V_{final} > V_{initial}$ .

Oui, le volume de la solution augmente car on ajoute du solvant (eau). La quantité de matière du soluté reste constante.

💡 À retenir : $V_{final} > V_{initial}$.

Kifach n7seb l'massa li khasni n'wzen bach n'7der mou7loul?

7seb l'moulat li bghiti: $n = C \times V$ .
3ref l'massa molya $M$ d'l'madda.
St3mel l'3alaqa $m = n \times M$ .

💡 À retenir : $m = C \times V \times M$ (V doit être en Litres).

7seb l'moulat li bghiti: $n = C \times V$.
3ref l'massa molya $M$ d'l'madda.
St3mel l'3alaqa $m = n \times M$.

💡 À retenir : $m = C \times V \times M$ (V doit être en Litres).

Chno l'farq bin l'mou7loul l'mourakkez w l'mou7loul l'moukhaffaf?

L'mou7loul l'mourakkez fih كمية المادة (n) kbira f nafs l'7ajm.
L'mou7loul l'moukhaffaf fih n sghira hit zedna l'ma (dilution).

💡 À retenir : La dilution change la concentration mais pas la quantité de matière du soluté.

Kifach n3ref wach l'mou7loul mouchbi3 (saturée)?

Ila bqiti katzid l'moujab w ma bqach kaydoub.
L'mou7loul kaywli fih rasseb (précipité).

💡 À retenir : La solubilité est la concentration maximale possible à une température donnée.

Quelle est la relation entre C et Cm ?

La concentration massique $C_m$ est la masse de soluté par litre de solution, alors que $C$ est le nombre de moles par litre.

$C_m = \frac{m}{V}$
$C = \frac{n}{V}$
Comme $n = \frac{m}{M}$ , alors $C = \frac{m}{M \cdot V} = \frac{C_m}{M}$ .

💡 À retenir : $C_m = C \times M$ .

La concentration massique $C_m$ est la masse de soluté par litre de solution, alors que $C$ est le nombre de moles par litre.

$C_m = \frac{m}{V}$
$C = \frac{n}{V}$
Comme $n = \frac{m}{M}$, alors $C = \frac{m}{M \cdot V} = \frac{C_m}{M}$.

💡 À retenir : $C_m = C \times M$.

Pourquoi doit-on utiliser une fiole jaugée pour la dilution ?

La fiole jaugée est un instrument de précision qui permet d'obtenir un volume très exact. Pour une dilution, il faut que le volume final soit précis pour que la concentration soit correcte.

💡 À retenir : La fiole jaugée est indispensable pour la précision du volume final.

Est-ce que la masse volumique est la même chose que la concentration massique ?

Non. La masse volumique ( $\rho$ ) concerne la masse totale de la solution (solvant + soluté) divisée par le volume total. La concentration massique ( $C_m$ ) ne concerne que la masse du soluté.

💡 À retenir : $\rho = \frac{m_{solution}}{V}$ , alors que $C_m = \frac{m_{soluté}}{V}$ .

Non. La masse volumique ($\rho$) concerne la masse totale de la solution (solvant + soluté) divisée par le volume total. La concentration massique ($C_m$) ne concerne que la masse du soluté.

💡 À retenir : $\rho = \frac{m_{solution}}{V}$, alors que $C_m = \frac{m_{soluté}}{V}$.

Comment calculer le facteur de dilution ?

Le facteur de dilution $F$ indique combien de fois la solution a été diluée.

$F = \frac{C_{mère}}{C_{fille}}$
$F = \frac{V_{fille}}{V_{mère}}$

💡 À retenir : $F$ est toujours supérieur à 1.

Le facteur de dilution $F$ indique combien de fois la solution a été diluée.

$F = \frac{C_{mère}}{C_{fille}}$
$F = \frac{V_{fille}}{V_{mère}}$

💡 À retenir : $F$ est toujours supérieur à 1.

Qu'est-ce qu'une solution aqueuse ?

C'est un mélange homogène où l'eau est le solvant. Les espèces chimiques (ions ou molécules) sont dispersées dans l'eau.

💡 À retenir : L'eau est le solvant universel dans les solutions aqueuses.

Comment préparer une solution par dissolution ?

Peser la masse $m$ calculée.
Dissoudre dans un peu d'eau dans un bécher.
Transvaser dans une fiole jaugée.
Compléter jusqu'au trait de jauge.

💡 À retenir : Toujours rincer le bécher pour ne rien perdre du soluté.

Peser la masse $m$ calculée.
Dissoudre dans un peu d'eau dans un bécher.
Transvaser dans une fiole jaugée.
Compléter jusqu'au trait de jauge.

💡 À retenir : Toujours rincer le bécher pour ne rien perdre du soluté.

Est-ce que la température influence la solubilité ?

Oui, en général, la solubilité d'un solide dans l'eau augmente avec la température.

💡 À retenir : La solubilité dépend de la nature du soluté et de la température.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

On souhaite préparer $V = 250$ mL d'une solution de sulfate de cuivre ( $CuSO_4$ ) de concentration $C = 0,05$ mol/L. Données : $M(CuSO_4) = 159,6$ g/mol.

Calculer la masse de sulfate de cuivre nécessaire.
Décrire brièvement le protocole expérimental.

Exercice 1

On souhaite préparer $V = 250$ mL d'une solution de sulfate de cuivre ($CuSO_4$) de concentration $C = 0,05$ mol/L. Données : $M(CuSO_4) = 159,6$ g/mol.

Calculer la masse de sulfate de cuivre nécessaire.
Décrire brièvement le protocole expérimental.

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Exercice 2

On dispose d'une solution mère $S_0$ de concentration $C_0 = 0,2$ mol/L. On veut préparer 100 mL d'une solution $S_1$ de concentration $C_1 = 0,02$ mol/L.

Calculer le facteur de dilution.
Calculer le volume $V_0$ de la solution mère à prélever.

Exercice 2

On dispose d'une solution mère $S_0$ de concentration $C_0 = 0,2$ mol/L. On veut préparer 100 mL d'une solution $S_1$ de concentration $C_1 = 0,02$ mol/L.

Calculer le facteur de dilution.
Calculer le volume $V_0$ de la solution mère à prélever.

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Exercice 3

Une solution de glucose ( $C_6H_{12}O_6$ ) a une concentration massique $C_m = 18$ g/L. Données : $M(C) = 12, M(H) = 1, M(O) = 16$ g/mol.

Calculer la masse molaire du glucose.
Calculer la concentration molaire $C$ de cette solution.

Exercice 3

Une solution de glucose ($C_6H_{12}O_6$) a une concentration massique $C_m = 18$ g/L. Données : $M(C) = 12, M(H) = 1, M(O) = 16$ g/mol.

Calculer la masse molaire du glucose.
Calculer la concentration molaire $C$ de cette solution.

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