Chapitre 5 • Solutions aqueuses de composés ioniques
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De plus, la solution doit être telle que le rapport de la quantité de matière de HNO 3 à la masse
d’eau soit égal à : 0,15 / 1000. Sachant que, dans le prélèvement d’acide concentré, 70 m 1 /100 est
la masse de HNO 3 et 30 m 1 /100 celle de l’eau, on peut écrire :
(équation 2)
L’ensemble des équations 1 et 2 est un système de deux équations à deux inconnues dont la
résolution donne :
m 1 = 2,675 g
m 2 = 197,325 g
c) La solution de 200 mL d’acide nitrique à 1,5.10 –4 mol.L –1 est 1000 fois plus diluée que la
solution préparée à la question a). Pour la constituer à partir de l’acide commercial, il faudra
donc diluer dans une fiole de 200 mL une masse m′ d’acide concentré égale à m / 1000, et
correspondant à 3.10
–5 mol de HNO 3 ; donc :
m′ = 2,7 mg
À une concentration aussi faible, la masse de HNO 3 contenue dans la solution vaut :
3.10
–5 × 63 = 1,89.10 –3 g
(soit 1,89 mg)
La solution est donc constituée en grande majorité d’eau, sa masse volumique est très voisine de
celle de l’eau pure, soit 1 g.mL
–1 , et sa masse vaut quasiment 200 g. Dans ces conditions,
concentration molaire et molalité peuvent être assimilées l’une à l’autre.
La solution à 1,5.10
–4 mol.L –1 de HNO 3 possède une molalité de 1,5.10 –4 mol.kg –1 .
Remarque. La constitution de solutions diluées à partir de solutions concentrées se fait par pesées
et non par prises d’essai de volumes donnés de la solution concentrée, et ce pour deux raisons :
(i) la pesée est très précise ; (ii) les pipettes automatiques, permettant la mesure des volumes
requis, sont calibrées pour l’eau et ne sont pas adaptées à l’aspiration de volumes précis de
solutions denses et visqueuses comme les acides concentrés.
Ce qu’il faut retenir de l’exercice 5.3
z La façon de constituer une solution diluée à partir d’une solution concentrée commerciale
(utile surtout pour les acides minéraux commerciaux, et l’ammoniaque).
z La distinction entre concentration molaire et concentration molale (molalité).
5.4* Mélanges de solutions ioniques
a) Mélanger volume à volume deux solutions signifie mélanger des volumes V égaux de
chacune des solutions. Le volume du mélange étant 2V, la concentration de chaque soluté est
divisée par deux par rapport à sa valeur dans les solutions de départ.
Dans le mélange, on a donc :
= 0,5 mol.L
–1
et
= 0,05 mol.L
–1
70 m 1 /100
63
(30 m 1 /100) + m 2
=
0,15
1000
c Fe 2 (SO 4 ) 3
c Mg(ClO 4 ) 2
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De plus, la solution doit être telle que le rapport de la quantité de matière de HNO 3 à la masse
d’eau soit égal à : 0,15 / 1000. Sachant que, dans le prélèvement d’acide concentré, 70 m 1 /100 est
la masse de HNO 3 et 30 m 1 /100 celle de l’eau, on peut écrire :
(équation 2)
L’ensemble des équations 1 et 2 est un système de deux équations à deux inconnues dont la
résolution donne :
m 1 = 2,675 g
m 2 = 197,325 g
c) La solution de 200 mL d’acide nitrique à 1,5.10 –4 mol.L –1 est 1000 fois plus diluée que la
solution préparée à la question a). Pour la constituer à partir de l’acide commercial, il faudra
donc diluer dans une fiole de 200 mL une masse m′ d’acide concentré égale à m / 1000, et
correspondant à 3.10
–5 mol de HNO 3 ; donc :
m′ = 2,7 mg
À une concentration aussi faible, la masse de HNO 3 contenue dans la solution vaut :
3.10
–5 × 63 = 1,89.10 –3 g
(soit 1,89 mg)
La solution est donc constituée en grande majorité d’eau, sa masse volumique est très voisine de
celle de l’eau pure, soit 1 g.mL
–1 , et sa masse vaut quasiment 200 g. Dans ces conditions,
concentration molaire et molalité peuvent être assimilées l’une à l’autre.
La solution à 1,5.10
–4 mol.L –1 de HNO 3 possède une molalité de 1,5.10 –4 mol.kg –1 .
Remarque. La constitution de solutions diluées à partir de solutions concentrées se fait par pesées
et non par prises d’essai de volumes donnés de la solution concentrée, et ce pour deux raisons :
(i) la pesée est très précise ; (ii) les pipettes automatiques, permettant la mesure des volumes
requis, sont calibrées pour l’eau et ne sont pas adaptées à l’aspiration de volumes précis de
solutions denses et visqueuses comme les acides concentrés.
Ce qu’il faut retenir de l’exercice 5.3
z La façon de constituer une solution diluée à partir d’une solution concentrée commerciale
(utile surtout pour les acides minéraux commerciaux, et l’ammoniaque).
z La distinction entre concentration molaire et concentration molale (molalité).
5.4* Mélanges de solutions ioniques
a) Mélanger volume à volume deux solutions signifie mélanger des volumes V égaux de
chacune des solutions. Le volume du mélange étant 2V, la concentration de chaque soluté est
divisée par deux par rapport à sa valeur dans les solutions de départ.
Dans le mélange, on a donc :
= 0,5 mol.L
–1
et
= 0,05 mol.L
–1
70 m 1 /100
63
(30 m 1 /100) + m 2
=
0,15
1000
c Fe 2 (SO 4 ) 3
c Mg(ClO 4 ) 2