Définition de la concentration (chimie)

En chimie, le mot «concentration» fait référence aux composants d'un mélange ou d'une solution. Voici la définition de la concentration et un aperçu des différentes méthodes utilisées pour la calculer.

Définition de la concentration

En chimie, concentration fait référence à la quantité d'une substance par espace défini. Une autre définition est que la concentration est le rapport du soluté dans une solution au solvant ou à la solution totale. La concentration est généralement exprimée en termes de masse par unité de volume. Cependant, la concentration de soluté peut également être exprimée en moles ou en unités de volume. Au lieu du volume, la concentration peut être par unité de masse. Bien qu'elle soit généralement appliquée aux solutions chimiques, la concentration peut être calculée pour tout mélange.

Deux termes liés sont concentré et diluer. Concentré fait référence à des solutions chimiques qui ont des concentrations élevées d'une grande quantité de soluté dans la solution. Les solutions diluées contiennent une petite quantité de solvant par rapport à la quantité de solvant. Si une solution est concentrée au point où plus aucun soluté ne se dissoudra dans le solvant, il est dit saturé.

Exemples unitaires de concentration: g / cm³, kg / l, M, m, N, kg / L

Comment calculer la concentration

La concentration est déterminée mathématiquement en prenant la masse, les moles ou le volume de soluté et en la divisant par la masse, les moles ou le volume de la solution (ou moins communément, le solvant). Voici quelques exemples d'unités de concentration et de formules:

• Molarité (M) - moles de soluté / litres de solution (pas de solvant!)
• Concentration massique (kg / m³ ou g / L) - masse de soluté / volume de solution
• Normalité (N) - grammes de soluté actif / litres de solution
• Molalité (m) - moles de soluté / masse de solvant (pas de masse de solution!)
• Pourcentage de masse (%) - soluté de masse / solution de masse x 100% (les unités de masse sont la même unité pour le soluté et la solution)
• Concentration en volume (sans unité) - volume de soluté / volume de mélange (mêmes unités de volume pour chacun)
• Concentration en nombre (1 / m³) - nombre d'entités (atomes, molécules, etc.) d'un composant divisé par le volume total du mélange
• Pourcentage de volume (v / v%) - volume de soluté / volume de solution x 100% (les volumes de soluté et de solution sont dans les mêmes unités)
• Fraction molaire (mol / mol) - moles de soluté / moles totales d'espèces dans le mélange
• Rapport molaire (mol / mol) - moles de soluté / moles totales de tous autre espèces dans le mélange
• Fraction de masse (kg / kg ou pièces par) - masse d'une fraction (peut être plusieurs solutés) / masse totale du mélange
• Rapport de masse (kg / kg ou pièces par) - masse de soluté / masse de tous autre composants dans le mélange
• PPM (parties par million) - une solution à 100 ppm est de 0,01%. La notation "parties par", bien qu'elle soit encore utilisée, a été largement remplacée par la fraction molaire.
• PPB (parties par milliard) - généralement utilisé pour exprimer la contamination de solutions diluées

Certaines unités peuvent être converties de l'une à l'autre, cependant, ce n'est pas toujours une bonne idée de convertir entre les unités basées sur le volume de solution en celles basées sur la masse de solution (ou vice versa) car le volume est affecté par la température.

Définition stricte de la concentration

Au sens strict, tous les moyens d'exprimer la composition d'une solution ou d'un mélange ne sont pas appelés «concentration». Quelques sources seulement considérer la concentration massique, la concentration molaire, la concentration numérique et la concentration volumique comme de véritables unités de concentration.

Concentration versus dilution

Une autre utilisation courante du terme "concentration" fait référence à la concentration d'une solution. UNE solution concentrée contient autant de soluté qu'il peut en contenir. Les chimistes préfèrent souvent appeler une telle solution saturé. En revanche, une solution qui contient peu de particules de soluté serait diluer.

Pour concentrer une solution, il faut ajouter plus de particules de soluté ou éliminer un peu de solvant. Si le solvant n'est pas volatil, une solution peut être concentrée en évaporant ou en faisant bouillir le solvant.

Les dilutions sont effectuées en ajoutant du solvant à une solution plus concentrée. Il est courant de préparer une solution relativement concentrée, appelée solution mère, et de l'utiliser pour préparer des solutions plus diluées. Cette pratique donne une meilleure précision que de simplement mélanger une solution diluée car il peut être difficile d'obtenir une mesure précise d'une petite quantité de soluté. Des dilutions en série sont utilisées pour préparer des solutions extrêmement diluées. Pour préparer une dilution, la solution mère est ajoutée à une fiole jaugée puis diluée avec du solvant jusqu'à la marque.

La source

• UICPA, Compendium of Chemical Terminology, 2e éd. (le "Livre d'or") (1997).