Pourquoi mesurer la concentration ?
Quand on prépare une solution, la quantité de soluté dissous a une importance capitale. Une eau trop salée est imbuvable, un médicament trop concentré est dangereux. Le chimiste a besoin d'une grandeur précise pour quantifier cela : la concentration en masse.
Définition et formule
La concentration en masse (notée C_m) d'une solution est la masse de soluté dissoute par litre de solution :
C_m = m_soluté / V_solution
- m_soluté s'exprime en grammes (g)
- V_solution s'exprime en litres (L)
- C_m s'exprime en grammes par litre (g/L)
Exemples du quotidien
| Solution | Concentration approx. (g/L) |
|---|---|
| Eau de mer | 35 |
| Sérum physiologique | 9 |
| Boisson isotonique | 6 |
| Eau sucrée (thé) | 5–30 |
Le sérum physiologique (solution de chlorure de sodium à 9 g/L) est un excellent exemple : sa concentration est choisie précisément pour être compatible avec les cellules du corps humain.
Calculer avec la formule
À partir de C_m = m / V, on peut déduire deux autres formules : - m = C_m × V (masse de soluté nécessaire pour préparer V litres à concentration C_m) - V = m / C_m (volume de solution obtenu si on dissout une masse m)
Exemple 1 : On dissout 15 g de sucre dans 500 mL d'eau. Quelle est la concentration ? V = 500 mL = 0,5 L C_m = 15 / 0,5 = 30 g/L
Exemple 2 : On veut préparer 200 mL de sérum physiologique (C_m = 9 g/L). Quelle masse de sel faut-il peser ? m = 9 × 0,2 = 1,8 g
Attention aux conversions
La formule utilise des litres. Si le volume est donné en millilitres, il faut convertir :
1 L = 1 000 mL, donc V (en L) = V (en mL) / 1 000
C'est l'erreur la plus fréquente dans les exercices !
Différence avec la masse volumique
La concentration en masse et la masse volumique se ressemblent (toutes deux en g/L ou g/cm³), mais elles ne sont pas identiques : - La masse volumique caractérise une substance pure. - La concentration en masse caractérise un soluté dans une solution.