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Définition de la concentration (chimie)

Définition de la concentration (chimie)

En chimie, le mot "concentration" désigne les composants d'un mélange ou d'une solution. Voici la définition de la concentration et un aperçu des différentes méthodes utilisées pour la calculer.

Définition de la concentration

En chimie, concentration fait référence à la quantité d'une substance par espace défini. Une autre définition est que la concentration est le rapport du soluté dans une solution au solvant ou à la solution totale. La concentration est généralement exprimée en masse par unité de volume. Cependant, la concentration en soluté peut également être exprimée en moles ou en unités de volume. Au lieu du volume, la concentration peut être par unité de masse. Bien qu’appliquée habituellement aux solutions chimiques, la concentration peut être calculée pour n’importe quel mélange.

Deux termes liés sont concentré et diluer. Concentré se réfère à des solutions chimiques qui ont des concentrations élevées d'une grande quantité de soluté dans la solution. Les solutions diluées contiennent une petite quantité de solvant par rapport à la quantité de solvant. Si une solution est concentrée au point où plus aucun soluté ne se dissoudra dans le solvant, on dit saturé.

Exemples unitaires de concentration: g / cm3, kg / l, M, m, N, kg / l

Comment calculer la concentration

La concentration est déterminée mathématiquement en prenant la masse, les moles ou le volume de soluté et en le divisant par la masse, les moles ou le volume de la solution (ou moins communément, le solvant). Voici des exemples d’unités de concentration et de formules:

  • Molarité (M) - moles de soluté / litres de solution (pas de solvant!)
  • Concentration de masse (kg / m3 ou g / L) - masse de soluté / volume de solution
  • Normalité (N) - grammes de soluté actif / litres de solution
  • Molalité (m) - moles de soluté / masse de solvant (pas masse de solution!)
  • Masse Pourcentage (%) - masse de soluté / solution de masse x 100% (les unités de masse sont la même unité pour le soluté et la solution)
  • Volume concentration (pas d'unité) - volume de soluté / volume de mélange (mêmes unités de volume pour chacun)
  • Concentration en nombre (1 / m3) - nombre d'entités (atomes, molécules, etc.) d'un composant divisé par le volume total du mélange
  • Volume en pourcentage (v / v%) - volume de soluté / volume de solution x 100% (les volumes de soluté et de solution sont dans les mêmes unités)
  • Fraction molaire (mol / mol) - moles de soluté / nombre total de moles d'espèces dans le mélange
  • Rapport molaire (mol / mol) - moles de soluté / nombre total de moles autre espèce dans le mélange
  • Fraction massique (kg / kg ou parties par) - masse d'une fraction (peut être plusieurs solutés) / masse totale du mélange
  • Rapport de masse (kg / kg ou parties par) - masse de soluté / masse de tous autre composants dans le mélange
  • PPM (parties par million) - une solution à 100 ppm est 0,01%. La notation "pièces par", bien qu'utilisée, a été largement remplacée par la fraction molaire.
  • PPB (parties par milliard) - généralement utilisé pour exprimer la contamination de solutions diluées

Certaines unités peuvent être converties de l'une à l'autre, cependant, ce n'est pas toujours une bonne idée de convertir des unités basées sur le volume de solution à celles basées sur une masse de solution (ou inversement) car le volume dépend de la température.

Définition stricte de la concentration

Dans le sens le plus strict, tous les moyens d’exprimer la composition d’une solution ou d’un mélange ne sont pas qualifiés de "concentration". Quelques sources seulement considérez la concentration en masse, la concentration molaire, la concentration en nombre et la concentration en volume comme des unités de concentration vraies.

Concentration versus dilution

Une autre utilisation courante du terme "concentration" fait référence à la concentration d'une solution. UNE solution concentrée contient autant de soluté qu'il peut contenir. Les chimistes préfèrent souvent appeler une telle solution saturé. En revanche, une solution contenant peu de particules de soluté est dite diluer.

Pour concentrer une solution, il faut soit ajouter plus de particules de soluté, soit éliminer un peu de solvant. Si le solvant est non volatil, une solution peut être concentrée en évaporant ou en faisant bouillir le solvant.

Les dilutions sont faites en ajoutant du solvant à une solution plus concentrée. Il est courant de préparer une solution relativement concentrée, appelée solution mère, et de l’utiliser pour préparer des solutions plus diluées. Cette pratique permet une meilleure précision que le simple mélange d’une solution diluée, car il peut être difficile d’obtenir une mesure précise d’une infime quantité de soluté. Des dilutions en série sont utilisées pour préparer des solutions extrêmement diluées. Pour préparer une dilution, la solution mère est ajoutée à une fiole jaugée puis diluée avec du solvant jusqu’à la marque.

La source

  • IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2e éd. (le "Livre d'or") (1997).