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Une solution est un mélange de composés dans lequel l’un, le soluté, est réparti dans l’autre, appelé solvant. Le solvant est toujours le composé qui constitue la plus grande partie du mélange et, dans l’ensemble des situations réelles, le solvant est l’eau. Les propriétés d'une solution changent avec la concentration en soluté, les chimistes ont donc besoin d'unités de concentration pour la mesurer. L'unité de concentration la plus importante est la molarité, qui correspond au nombre de moles de soluté par litre de solution. La molarité est désignée par un capital M, et M en chimie signifie:
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. Le premier est la formule chimique du soluté et le second 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?
En dehors des animaux à fourrure, la taupe est l’une des unités de mesure centrales de la chimie. Son basé sur le nombre d'Avogadros, 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 tout composé a une masse caractéristique en grammes, qui se trouve être exactement la même chose que sa masse atomique en unités de masse atomique (amu). Par exemple, la masse atomique d'hydrogène est de 1,008 amu, donc une mole d'hydrogène pèse 1,008 gramme.
Vous pouvez rechercher les 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, pesez-le et divisez-le par le poids molaire pour trouver le nombre de moles dont vous disposez.
Exemple: Un échantillon d’hydroxyde de sodium (NaOH) pèse 32 grammes. Combien de taupes est-ce?
Dans le tableau périodique, vous trouvez que les masses atomiques de sodium, d’oxygène et d’hydrogène sont respectivement 22,990, 15,999 et 1,008 amu. En arrondissant à un nombre entier, leurs masses molaires sont respectivement de 23, 16 et 1 gramme. Ajoutez-les ensemble pour obtenir la masse molaire d'hydroxyde de sodium, qui s'avère être de 40 grammes. Divisez ce nombre en le montant que vous avez sous la main pour trouver le nombre de taupes:
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. Par conséquent, si vous mesurez le volume dans une autre unité, vous devez convertir en litres. Voici quelques facteurs de conversion que vous trouverez 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 la première décimale, la masse d’une mole de sodium (Na) est de 23,0 grammes et celle de chlore (Cl) de 35,5 grammes; une mole de NaCl a donc 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 sont égales 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 M.