Une solution est un mélange de composés dont l'un - le soluté - est réparti dans l'autre, appelé solvant. Le solvant est toujours le composé qui forme la plus grande partie du mélange, et dans la plupart des situations du monde réel, le solvant est l'eau. Les propriétés d'une solution changent avec la concentration de soluté, les chimistes ont donc besoin d'unités de concentration pour la mesurer. L'unité de concentration la plus importante est la molarité, qui est le nombre de moles de soluté par litre de solution. La molarité est désignée par un M majuscule, et M en chimie signifie ce qui suit :
Molarité (M) = (moles de soluté) ÷ (litres de solution).
Pour calculer le nombre de moles d'un soluté, vous avez besoin de deux informations, que vous devrez peut-être déduire d'autres données. La première est la formule chimique du soluté et la seconde est la masse du soluté. Vous calculez ensuite la molarité en mesurant le volume de la solution, en le convertissant en litres et en divisant ce nombre en nombre de moles.
Qu'est-ce qu'une taupe ?
Mis à part les animaux fouisseurs à fourrure, la taupe est l'une des unités de mesure centrales en chimie. Il est basé sur le nombre d'Avogadro, qui est 6,02 x 1023. C'est le nombre d'atomes dans un échantillon de carbone 12 qui pèse exactement 12.000 grammes. Le même nombre de particules de tout autre composé est une mole de ce composé. Une mole de n'importe quel composé a une masse caractéristique en grammes, qui est exactement la même que sa masse atomique en unités de masse atomique (amu). Par exemple, la masse atomique de l'hydrogène est de 1,008 amu, donc une mole d'hydrogène pèse 1,008 gramme.
Vous pouvez rechercher des masses atomiques dans le tableau périodique et calculer la masse moléculaire d'un composé en fonction de sa formule chimique. Une fois que vous connaissez la masse atomique d'un composé, vous connaissez immédiatement la masse d'une mole de ce composé (masse molaire). Si vous avez un échantillon du composé sous la main, il suffit de le peser et de le diviser par le poids molaire pour trouver le nombre de moles que vous avez.
Exemple: Un échantillon d'hydroxyde de sodium (NaOH) pèse 32 grammes. Combien de moles est-ce?
Dans le tableau périodique, vous trouvez que les masses atomiques du sodium, de l'oxygène et de l'hydrogène sont respectivement de 22,990, 15,999 et 1,008 amu. Arrondi à un nombre entier, leurs masses molaires sont respectivement de 23, 16 et 1 grammes. Ajoutez-les ensemble pour obtenir la masse molaire d'hydroxyde de sodium, qui s'avère être de 40 grammes. Divisez ce nombre par la quantité dont vous disposez pour trouver le nombre de moles :
32 g/40 g = 0,8 mole.
Comment trouver la molarité
Tant que vous avez un moyen de mesurer la masse d'un soluté, vous pouvez calculer sa molarité en mesurant le volume de la solution. Soyez prudent ici, car la molarité est toujours exprimée en moles/litre, donc si vous mesurez le volume dans d'autres unités, vous devez convertir en litres. Voici quelques facteurs de conversion qui vous seront utiles :
1 litre = 0,001 mètre cube = 1 000 millilitres = 0,264 gallon américain = 33,81 onces liquides.
Un exemple
Vous versez 12 grammes de sel (NaCl) dans un bécher contenant 20 onces d'eau. Quelle est la molarité du sel dans la solution ?
Vous pouvez résoudre ce problème en trois étapes simples :
En arrondissant à une décimale, la masse d'une mole de sodium (Na) est de 23,0 grammes et celle du chlore (Cl) est de 35,5 grammes, donc une mole de NaCl a une masse de 58,5 grammes. Vous avez 12 grammes, ce qui équivaut à 12/58,5 = 0,21 mole.
Si 33,81 onces équivaut à 1 litre, 20 onces équivalent à 20/33,81 = 0,59 litre.
Divisez le nombre de moles de NaCl par le volume de la solution pour obtenir la molarité.
0,21 mole ÷ 0,59 litre =
0,356 millions
