La dilution

La dilution
  1. Définition
  2. Variation de concentration
  3. Concentration d’une solution après ajout d’un volume connu de solvant
  4. Concentration d’une solution dont le volume est multiplié par un facteur connu
  5. Effets d’une dilution
  6. Réalisation pratique d’une dilution

Définition

Une dilution est une opération réalisée sur solution, elle consiste à y ajouter une quantité supplémentaire de solvant dans le but de faire diminuer la concentration des solutés.

Variation de concentration

La concentration molaire d’une espèce chimique dissoute dans une solution correspond au rapport de la quantité de matière « n » de cette espèce chimique par le volume « V » de la solution.

Or une dilution s’accompagne d’une augmentation de volume sans que la quantité de matière ne soit modifiée par conséquent:

la concentration des différentes espèces chimiques diminue d’autant plus que le volume de solvant ajouté est élevé.

Concentration d’une solution après ajout d’un volume connu de solvant

Si l’on considère une solution de volume « V » dont le soluté a une concentration molaire « C » alors la quantité de matière de ce soluté est n = C.V

Si l’on ajoute un volume V1 de solvant à cette solution alors après dilution:

  • le volume total est V + V1
  • la quantité de matière ne change pas (n = C.V)

Par conséquent la nouvelle valeur de concentration est:

C1 = n/(V+V1)

Soit

C1 = (C.V)/(V+V1)

Exemple

Une solution aqueuse de sulfate de cuivre a une concentration C=2,00.10-2 mol/L. Son volume initial est de 500 mL auquel on ajoute 120 mL d’eau. La concentration de la solution diluée est donc:
C1 = (2,00.10-2.0,500)/(0,500 + 0,120)
C1= 1,16.10-2 mol/L

Concentration d’une solution dont le volume est multiplié par un facteur connu

  • si le volume total V’ après dilution est deux fois le volume initial V alors la concentration est divisée par deux.
  • si le volume V’ est trois fois plus grand alors la concentration est divisée par trois.
  • d’une manière générale, si le volume de la solution est multipliée par un facteur « a » (appelé facteur de dilution) alors la concentration est divisée d’un même facteur.

Effets d’une dilution

Une dilution s’accompagne toujours d’une diminution de concentration qui entraîne une modification des caractéristiques physico-chimiques. Ces dernières tendent à s’atténuer:

  • La couleur s’éclaircit (si le soluté est coloré)
  • Le goût devient moins prononcé (si le soluté est aromatique)
  • La masse volumique et la densité diminuent
  • L’acidité ou la basicité diminue (si la solution est acide ou basique)
  • La conductivité diminue (si la solution est ionique)
  • D’une manière générale les éventuelles transformations chimiques sont plus lentes

Réalisation pratique d’une dilution

Il est tout d’abord nécessaire de déterminer de quel facteur « a » on souhaite diviser la concentration C de la solution initiale. Ce facteur « a » est aussi celui par lequel on doit multiplier le volume de la solution. La dilution s’opère en utilisant une fiole jaugée, il faut donc prévoir un volume final correspondant à la capacité d’une fiole jaugée disponible ( en général 25, 50, 100, 200, 250, 500 mL). Si l’on prévoit d’utiliser une fiole de volume Vfiole alors ce volume doit correspondre à:
Vfiole = Vprélevement.a où Vprélèvement correspond au volume de solution initial prélevée pour faire la dilution.
Ce volume est prélevé de préférence avec une pipette jaugée ou (si la capacité correspondante n’est pas disponible) avec une pipette graduée.
Ensuite:

  • Ce prélèvement est transvasé dans la fiole jaugée.
  • La pipette est rincée à l’eau distillée et cette dernière est recueillie dans la fiole (pour éviter toute perte de soluté)
  • De l’eau distillée est ajoutée jusqu’au trait de jauge.
  • La solution diluée ainsi obtenue est pour finir homogénéisée par agitation.

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