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Solution et Solvant :
I – Définitions :
Une solution est obtenue par dissolution d'une espèce chimique dans un solvant. Une fois dissoute, l'espèce chimique s'appelle soluté. Avant dissolution, l'espèce chimique peut être :
_- un solide, un liquide ou un gaz
- constituée d'ions ou de molécules._ Après dissolution, une solution peut donc contenir : _- Des ions (l'eau salée par exemple)
- Des molécules (l'eau sucrée par exemple)_ Ils sont dispersés parmi les molécules d'eau. A RETENIR :
- Si le solvant est l'eau, la solution est appelée solution aqueuse
- On dit qu’une solution est homogène si le soluté est également réparti dans toute la solution
- On dit qu’une solution est saturée lorsque, après agitation, tout le solide introduit ne s’est pas totalement dissous dans le solvant. A ce moment la ,le solide se depose au fond du recipient. LA concentration massique en solute est maximale et se note s ( s- Cm max)
Exemple :
L’eau salée : le solvant est l'eau, le soluté est le chlorure de sodium. La solution est
donc aqueuse
L'eau gazeuse : le solvant est l'eau et le dioxyde de carbone est le soluté.
Solution :
Une solution est un mélange homogène (constitué d'une seule phase) résultant de la dissolution d'un ou plusieurs solutés (espèce chimique dissoute) dans un solvant. Les molécules (ou les ions) de soluté sont alors solvates et dispersées dans le solvant. Solution saturee et non saturee
Solvant :
C'est le liquide dans lequel on a dissous le ou les solutés.
Solutés :
Espèces chimiques solides, liquides ou gazeuses (espèces) dissoutes.
Concentration massique
La concentration massique cm d'une espèce chimique en solution (soluté), parfois appelée titre massique et noté t, est la masse m de cette espèce chimique présente dans un litre de solution : C’est le quotient de la masse m solute par le volume V solution de la solution
cm = t =
m solute
V solute
Cm=t Concentration massique ( en
grammes/L)
m soluté Masse soluté ( en g) V solution Volume de la solution ( en L ) NOTES :
La dilution:
La dilution d’une solution aqueuse est l’ajout de l’eau a cette solution.
Diluer c’est donc le fait de diminuer sa concentration en ajoutant de l’eau
- La solution peut être stockée dans un flacon : elle sera utilisée ultérieurement.
- Rebouchons la fiole jaugée et retournons-la plusieurs fois pour bien homogénéiser la solution.
- Une fois la dissolution terminée, ajoutons de l'eau distillée à la pissette au début (a), puis à la pipette simple pour terminer au niveau du trait de jauge (b).
La solution obtenue (solution fille) est moins concentrée que la solution initiale
(solution mère )
Lors de la dilution, la masse de solute est conservée. On a donc :
m mère = m fille
C mere x V mere = C fille x V fille
Lorsque on dit « diluer x fois une solution « c’est-à-dire que le facteur de
dilution vaut x.
Le facteur de dilution est le rapport des concentrations en masse des
solutions mère et fille, il est donc egal au rapport des volumes des solutions
fille et mère :
F d =
C mere
C fille
V fille
V mere
II – Séparation des constituants d’un mélange hétérogène.
1) La décantation.
La décantation est une méthode de séparation des mélanges hétérogènes. Elle consiste à laisser reposer le mélange pour que les particules solides et lourdes se déposent sous l’effet de leur poids.
Conclusion : La décantation et la centrifugation permettent de séparer des constituants d ’un mélange hétérogène.
3) La filtration.
Matériel : un entonnoir, papier Filtre, verre à pied, erlen. Manipulation : On verse lentement de l’eau boueuse dans un filtre placé dans un entonnoir. On place l’entonnoir au-dessus d’un erlen. Observations : Un liquide s’écoule peu à peu. Les particules solides sont retenues par le filtre. C’est le résidu. Au fond du bécher, le liquide recueilli est homogène. On l’appelle filtrat. Interprétation : Le papier filtre est percé de petits trous. Il laisse passer les liquides et arrête les particules solides plus grosses que les trous. Conclusion : La filtration permet d’obtenir un mélange homogène à partir d’un mélange hétérogène.
4) les gaz dissous dans les boissons.
a) Récupération du gaz. Expérience : Du gaz s’échappe de la bouteille d’eau gazeuse, passe par le tube à dégagement puis monte dans le tube à essai en prenant la place de l’eau. La technique utilisée s’appelle recueil d’un gaz par déplacement d’eau. b) Identification de ce gaz. Le gaz était dissous dans la boisson, il est incolore. Expérience : On verse de l’eau de chaux dans le tube contenant le gaz, on bouche et on agite. Observation: L’eau de chaux se trouble.
Observations : Après agitation, on observe que certains solides disparaissent (sel, sucre, sulfate de cuivre,…) et d’autres pas (farine,sable,..). Interprétation :
- Les solides qui peuvent se dissoudre dans l’eau sont dits : solubles dans l’eau.
- Les autres sont dits insolubles dans l’eau.
- Le mélange homogène obtenu par dissolution dans l’eau est une solution aqueuse.
- Le sel, sucre,… sont les solutés et l’eau est le solvant.
- Lorsqu’on veut dissoudre une quantité trop importante de sel dans l’eau, celui-ci ne se dissout plus : on dit que la solution est saturée en sel. CONCLUSION :
- Dissoudre consiste à mélanger un composé soluble appelé soluté dans un composé liquide appelé solvant.
- Le mélange homogène obtenu est appelé solution.
La solubilité d’un solide dans l’eau dépend de la température de l’eau et elle augmente si la température augmente.
Solubilité
Départ
2) Conservation de la masse au cours d’une
dissolution
Expérience : On place sur le plateau d’une balance une coupelle contenant du sucre et un erlenmeyer contenant de l’eau. On relève la masse. Puis on met le sucre dans l’eau et on mélange. On note à nouveau la masse. On peut réaliser la même expérience avec du sel ou du sirop. Remarque : Il n’est pas nécessaire de réaliser de Tare pour enlever la masse de l’erlen et de la coupelle car on veut simplement vérifier si la masse totate varie lors de la dissolution du sucre dans l’eau.
III – Les mélanges de liquides Expérience 1: On verse de l’eau dans plusieurs tubes à essai puis on y ajoute plusieurs liquides. On agite puis on laisse reposer. Observations : Le vinaigre et le sirop forment avec l’eau un mélange homogène : on dit qu’il sont miscibles à l’eau. L’huile et le white-spirit ne forment pas un mélange homogène avec l’eau : ils sont non miscibles à l’eau. Expérience 2 : On souhaite séparer le mélange eau + huile. Pour cela il suffit de verser le mélange eau+ huile dans une ampoule à décanter (1) et laisser reposer le mélange (2). On observe une décantation.
Après avoir enlevé le bouchon de l’ampoule à décanter, on ouvre le robinet et on laisse couler l’eau dans le bécher (3) jusqu’à ce que la surface de séparation « eau-huile » arrive au niveau du robinet (4). Dans le bécher, on a récupéré l’eau, puis il ne reste plus qu’à verser l’huile dans un autre bécher (5) et (6). La séparation est effectuée. CONCLUSION : De nombreux liquides sont miscibles à l’eau. Les liquides non miscibles peuvent être séparés avec une ampoule à décanter.
