Préparation d'une solution

Il existe deux grandes méthodes permettant de préparer une solution : La dissolution et la dilution.

Préparation d'une solution par dissolution

Afin de préparer une solution par dissolution, il faut avoir accès au soluté. Après avoir décidé de la concentration en soluté ainsi que le volume total de solution souhaités, il est nécessaire de calculer la masse de soluté. Pour cela, on utilise la relation :

$$m_{soluté}=C_m\times V_{solution}$$

Le protocle de la dissolution est le suivant :

Protocole de dissolution - eprofs.fr

1. Placer une coupelle ou un verre de montre sur le plateau d’une balance électronique et effectuer la tare (mise à zéro). Peser précisément la masse.
2. Introduire le soluté dans la fiole jaugée, de volume de solution souhaité, avec un entonnoir.
3. Rincer la coupelle et l’entonnoir à l’aide du solvant (ici l'eau distillée) au-dessus de la fiole jaugée afin de récupérer tout le soluté. Remplir la fiole à moitié avec le solvant.
4. Boucher la fiole jaugée, et agiter pour dissoudre totalement le soluté.
5. Compléter la fiole avec le solvant, jusqu’au trait de jauge. Le bas du ménisque doit être au niveau du trait de jauge. Il est possible d’ajouter aux gouttes à gouttes le solvant avec une pipette Pasteur. Boucher et agiter de nouveau pour homogénéiser la solution.

Préparation d'une solution par dilution

La dilution est un procédé consistant à obtenir une solution de concentration inférieure à celle de départ, soit par ajout de solvant, soit par prélèvement d'une partie de la solution et en complétant avec du solvant pour garder le même volume. Afin de préparer une solution par dilution, il faut donc avoir à disposition une solution de départ, appelée solution "mère". La solution, moins concentrée, préparée par dilution à partir de la solution mère, est appelée solution "fille".

Comme la quantité de soluté de change pas en ajoutant du solvant, on peut établir :

$$\begin{array}{rl}{m}_{soluté,mère}& =m_{soluté,fille}\\ C_{mère}\times V_{mère}& =C_{fille}\times V_{fille}\end{array}$$

Attention

On augmente généralement le volume d'un prélèvement de la solution mère, et non de toute la solution mère. Ainsi, le volume $V_{mère}$ précédent représente le volume de ce prlèvement auquel on ajoute le solvant. Ce prélèvement se fait généralement avec une pipette jaugée.

A partir de la relation précédente, on définit un facteur de dilution $f$ :

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

Exemple : si l'on souhaite préparer une solution fille 2 fois moins concentrée que la solution mère , alors $f=\frac{C_{mère}}{C_{fille}}=2$. Pour réaliser la dilution, il faudra alors prélever un volume de solution mère 2 fois plus petit que le volume final de soluton fille : $V_{mère}=\frac{V_{fille}}{f}=\frac{V_{fille}}{2}$

Application : On souhaite réaliser $100mL$ d'une solution fille de concentration $20g/L$, à partir d'une solution mère de concentration $80g/L$. Quel volume de solution mère doit-on prélever ?

Réponse

le facteur de dilution est $f=\frac{80g/L}{20g/L}=4$. Donc on doit prélever $V_{mère}=\frac{100mL}{4}=25mL$.

Le protocle de la dilution est le suivant :

Protocole de dilution - eprofs.fr

1. Introduire la solution mère dans un bécher. Prélever cette solution à l'aide d'une pipette jaugée.
2. Verser le contenu de la pipette jaugée (Volume de la solution mère) dans une fiole jaugée.
3. Ajouter un peu de solvant dans fiole jaugée. Boucher la fiole et homogénéiser la solution.
4. Oter le bouchon et ajouter encore de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge. Homogénéiser à nouveau la solution.