Principe de la dilution
Diluer une solution, c'est diminuer sa concentration en augmentant le volume par ajout de solvant. La quantité de matière de soluté reste constante :
n₁ = n₂ → C₁ × V₁ = C₂ × V₂
- C₁, V₁ : concentration et volume de la solution mère (avant dilution).
- C₂, V₂ : concentration et volume de la solution fille (après dilution).
Le facteur de dilution F est défini par :
F = C₁ / C₂ = V₂ / V₁
Un facteur de dilution F = 10 signifie que la solution fille est 10 fois moins concentrée que la solution mère.
Protocole de dilution en fiole jaugée
1. Calculer le volume V₁ à prélever : V₁ = C₂ × V₂ / C₁. 2. Prélever V₁ à la pipette jaugée (précision ±0,01 mL pour une pipette de 10 mL). 3. Verser dans une fiole jaugée de volume V₂. 4. Compléter avec le solvant jusqu'au trait de jauge. 5. Homogénéiser.
Exemple : préparer 100 mL d'une solution de HCl à C₂ = 0,050 mol/L à partir d'une solution mère à C₁ = 1,00 mol/L.
V₁ = (0,050 × 0,100) / 1,00 = 5,0 × 10⁻³ L = 5,0 mL
Prélever 5,0 mL, placer dans une fiole de 100 mL, compléter à l'eau.
Série de dilutions
Quand on veut atteindre un facteur de dilution très élevé (ex. 10⁶), une seule étape est difficilement réalisable avec précision (volume à prélever trop faible). On réalise alors une série de dilutions successives.
Exemple : dilutions en cascade au 1/10 (F = 10 à chaque étape) : - Étape 1 : C₁ → C₁/10 - Étape 2 : C₁/10 → C₁/100 - Étape 3 : C₁/100 → C₁/1000
Après k étapes de facteur F, la concentration finale est C_k = C₁ / Fᵏ.
Les dilutions en série sont courantes en biologie (dénombrement bactérien, titrages immunologiques) et en chimie analytique.
Vérification expérimentale par spectrophotométrie
La loi de Beer-Lambert relie l'absorbance A d'une solution colorée à sa concentration C :
A = ε × l × C
où ε est le coefficient d'extinction molaire (L·mol⁻¹·cm⁻¹) et l le trajet optique (en cm). Une gamme étalon (série de solutions de concentration connue) permet de tracer la droite A = f(C) et de lire la concentration d'une solution inconnue. C'est la vérification la plus directe d'une dilution réussie.
| Étape de dilution | C (mol/L) | A (absorbance) mesurée |
|---|---|---|
| Solution mère | 1,00 × 10⁻³ | 0,850 |
| F = 2 | 5,00 × 10⁻⁴ | 0,425 |
| F = 5 | 2,00 × 10⁻⁴ | 0,170 |
| F = 10 | 1,00 × 10⁻⁴ | 0,085 |