Calcul de Concentration — Massique, Molaire, Dilution
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Calculez la concentration d'une solution chimique : g/L, mol/L, dilution, quantité de matière. Programme lycée et BTS.
- Concentration massique : Cm = m (g) / V (L) → unité g/L
- Concentration molaire : C = n (mol) / V (L) → unité mol/L
- Lien : C = Cm / M (masse molaire)
- Dilution : C₁V₁ = C₂V₂
- Programme : 1ère, Terminale Spé Physique-Chimie
Calculateur de Concentration
Loi de conservation : C₁V₁ = C₂V₂
Les concentrations en chimie : guide complet
La concentration d'une solution exprime la quantité de soluté présente dans un volume donné de solution. Deux grandeurs principales sont utilisées en chimie :
Concentration massique (Cm)
C'est la plus intuitive : combien de grammes de soluté par litre de solution. Exemple : eau salée = 9 g/L (sérum physiologique), eau de mer ≈ 35 g/L.
Concentration molaire (C)
Elle utilise la quantité de matière (mol). La masse molaire M relie les deux : C = Cm / M.
Exemple : HCl (M = 36,5 g/mol) à 36,5 g/L → C = 36,5/36,5 = 1 mol/L.
Dilution
Lors d'une dilution, la quantité de matière est conservée : n₁ = n₂, donc C₁V₁ = C₂V₂.
Exemple : prélever 25 mL d'une solution à 0,5 mol/L et compléter à 100 mL → C₂ = (0,5 × 25) / 100 = 0,125 mol/L. Facteur de dilution = 4.
Exemples concrets de calcul de concentration
Exemple 1 — Sérum physiologique (NaCl 9 g/L)
Le sérum physiologique est une solution aqueuse de chlorure de sodium (NaCl) à 9 g/L — concentration massique proche de la plasmatique humaine (≈ 9,2 g/L).
- Concentration massique : Cm = 9 g/L
- Masse molaire : M(NaCl) = 23 + 35,5 = 58,5 g/mol
- Concentration molaire : C = Cm / M = 9 / 58,5 = 0,154 mol/L ≈ 154 mmol/L
Cette concentration est dite isotonique : elle n'entraîne ni gonflement ni ratatinement des cellules sanguines lors d'une perfusion intraveineuse.
Exemple 2 — Préparation de 250 mL de NaOH à 0,1 mol/L
Situation classique de TP de Terminale Spé PC (programme Éduscol, BO 2019) : préparer une solution étalon de soude.
- Quantité voulue : n = C × V = 0,1 mol/L × 0,250 L = 0,025 mol
- Masse à peser : m = n × M = 0,025 × 40 = 1,00 g de NaOH (M = 40 g/mol)
- Protocole : peser 1,00 g sur balance de précision → dissoudre dans 100 mL d'eau distillée → transférer en fiole jaugée de 250 mL → compléter au trait de jauge
Erreur fréquente : ajouter l'eau directement dans le bécher sans contrôler le volume final. La fiole jaugée est indispensable pour atteindre exactement 250,0 mL.
Exemple 3 — Dilution : acide chlorhydrique commercial
L'HCl commercial est à 37% en masse, densité 1,19 g/mL. Calculer sa concentration molaire, puis préparer 500 mL à 0,1 mol/L.
- Concentration massique commerciale : Cm = 1190 g/L × 0,37 = 440,3 g/L
- Concentration molaire : C₁ = 440,3 / 36,5 = 12,1 mol/L
- Volume à prélever : C₁V₁ = C₂V₂ → V₁ = (0,1 × 500) / 12 100 = 4,1 mL
Toujours verser l'acide concentré dans l'eau, jamais l'inverse. La dilution d'acide fort dégage de la chaleur : la séquence eau-puis-acide évite les projections.
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Les 3 erreurs classiques en calcul de concentration
| Erreur | Ce qu'on fait | Correction |
|---|---|---|
| Oublier de convertir mL en L | Cm = 5 g / 500 = 0,01 g/L | Cm = 5 g / 0,5 L = 10 g/L |
| Confondre masse molaire et masse atomique | M(H₂O) = 18 amu (unité atomique) | M(H₂O) = 18 g/mol — la masse molaire s'exprime en g/mol, pas en u.m.a. |
| Additionner les concentrations lors d'un mélange | C_mél = C₁ + C₂ = 5 + 2 = 7 g/L | C_mél = (C₁V₁ + C₂V₂) / (V₁ + V₂) — les quantités s'additionnent, pas les concentrations |
