Lors de la préparation d'une solution en laboratoire, il existe différentes manières d'exprimer la concentration. Certains des moyens les plus courants sont énumérés ci-dessous :
- Molarité (M): moles de soluté/litres de solution ou moles/L (mol/L)
- w/v (g/mL): poids en grammes de soluté/millilitres de soluté
- w/w: poids en grammes de soluté/poids en grammes de solution (g/g)
- v/v: volume de soluté/volume de solution (L/L)
Ici, l'accent sera spécifiquement mis sur la façon de préparer des solutions avec leurs concentrations exprimées en poids par volume ou p/v.
Pourquoi utiliser W/V ?
Pourquoi y a-t-il tant de façons différentes d'exprimer la concentration? Eh bien, c'est parce que toutes les solutions ne sont pas faites de la même manière. Par exemple, w/v est souvent utilisé lorsqu'un soluté sec est pesé et ajouté à un solvant liquide. Vous pouvez imaginer peser le KCl et l'ajouter à l'eau. Cela rend très facile l'expression de la concentration puisque vous savez combien de KCl vous avez pesé.
Que signifie une solution à 5 % p/v de KCl? Cela signifie que pour chaque 100 ml de solution, vous avez 5 grammes de KCl.
Voici l'équation à utiliser pour calculer le pourcentage p/v d'une solution :
Faire des solutions d'une concentration donnée
Alors, si on vous demandait de préparer 100 ml d'une solution à 17 % p/v d'azoture de sodium, comment feriez-vous cela ?
Vous pouvez utiliser l'équation ci-dessus :
Cela signifie que:
Pour préparer 100 ml d'une solution d'azoture de sodium à 17 %, vous devez peser 17 grammes d'azoture de sodium, puis ajouter de l'eau jusqu'à ce que le volume final soit de 100 ml.
Vous pouvez utiliser cette équation d'une autre manière. Supposons que l'on vous dise que la solution que vous utiliserez contient 45 grammes d'acétate de magnésium et que le volume total est de 245 ml. Quelle est la concentration de cette solution en pourcentage p/v?
Encore une fois, vous pouvez utiliser l'équation ci-dessus:
Donc:
Cela signifie que lorsque 45 grammes d'acétate de magnésium sont ajoutés à une solution de 245 ml au total, le pourcentage en poids/volume d'acétate de magnésium est de 18,4 %.
L'avantage de l'utilisation w/v est que vous n'avez pas à vous soucier du calcul des moles de soluté, ce qui nécessiterait une étape supplémentaire.
Passer du W/V à la molarité
Disons, cependant, que votre professeur vous donne une solution à 21 % (p/v) de NaCl et vous demande de trouver le molarité de cette solution. Comment feriez-vous cela?
Commencez par déterminer combien de grammes de soluté vous avez dans la quantité de solution. Étant donné que la quantité de solution que vous avez ne changera pas la concentration, vous pouvez simplement supposer 100 ml de solution.
Donc alors:
En résolvant la masse de soluté, vous trouvez :
Cela signifie qu'il y a 21 grammes de NaCl dans chaque 100 ml de solution. Pour trouver la molarité, vous devrez convertir ce nombre de grammes en moles en utilisant la masse molaire de NaCl :
Pour trouver la molarité, vous pouvez diviser le nombre de moles par le volume du soluté (en litres):
Cela signifie qu'une solution à 21 % p/v de NaCl est la même qu'une solution à 3,6 % de NaCl. De cette façon, vous pouvez convertir entre les désignations de concentration.