Lorsque deux solutions sont mélangées, qu'elles soient différentes ou non, il faut d'abord analyser s'il y a ou non une réaction entre elles. Par exemple, si on mélange une solution d'eau avec du sucre (solution aqueuse de saccharose) avec une solution d'eau avec du sel (saumure), on obtiendra un mélange de solutions sans réactions chimiques.
La même chose se produit si nous mélangeons deux solutions de chlorure de sodium (NaCl), avec des concentrations différentes. Dans ce cas, il n'y aura pas non plus de réaction. On peut alors définir cet exemple comme un mélange de solutions du même soluté, sans aucune réaction chimique, où le premier exemple est un mélange de solutions de différents solutés, sans réaction chimique.
Dans les deux cas, la composition chimique des composants des solutions ne changera pas., cependant, certains aspects quantitatifs devront être recalculés.
Pour comprendre comment on pourrait déterminer la concentration molaire (Molarité) et la concentration commune d'un mélange de solutions sans réaction, voyons la résolution des deux cas mentionnés :
1er) Mélange de solutions du même soluté, sans apparition de réaction chimique :
Imaginez que nous mélangeons deux solutions de chlorure de sodium, une avec une concentration de 2,0 g/L dans 60,0 mL de solution et l'autre avec 2,5 g/L dans 80 mL de volume de solution.
Puisqu'aucune réaction ne se produit, la masse et le volume ne sont que la somme des masses et des volumes initiaux :
m (solution) = m1 (NaCl) + m2 (NaCl)
m1 (NaCl) = v. Cm2 (NaCl) = v. Ç
m1 (NaCl) = 0,06L. 2,0 g/L m2 (NaCl) = 0,08 L. 2,5 g/l
m1 (NaCl) = 0,1 g2 (NaCl) =0,2 g
m (solution) = 0,1 g + 0,2 g
m (solution) =0,3 g
v (solution) = v1 (NaCl) + v2 (NaCl)
v (solution) = (60 + 80) ml
v (solution) = 140 mL = 0,14 L
La concentration peut alors être obtenue en utilisant ces données :
C (solution) = m (solution)
v (solution)
C (solution) = 0,3 g
0,14 L
C (solution)≈ 2,14 g/l
2e) Mélange de solutions de différents solutés, sans l'apparition de réaction chimique :
Prenons par exemple le mélange entre 500 ml d'une solution aqueuse de saccharose (C12H22O11) qui avait initialement une concentration de 18,0 g/L, avec 1 L de solution d'eau salée (solution aqueuse de chlorure de sodium – NaCl) à une concentration de 100,0 g/L.
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Après mélange, quelle était la molarité, la concentration commune, la masse et le volume de la solution résultant du mélange ?
Puisqu'il n'y a pas eu de réaction chimique, les masses de C12H22O11 et NaCl restent inchangés. Et les valeurs de masse initiales peuvent être obtenues par une simple règle de trois en utilisant les concentrations de réaction.
18,0 g 1 L
m (C12H22O11) 0.5L
m (C12H22O11) = 9,0 g
m (NaCl) 100,0 g
La masse peut également être obtenue par la formule :
m = v. Ç
m (C12H22O11) = 0,5 L. 18g/L
m (C12H22O11) = 9,0 g
m (NaCl) = 1 L. 100,0 g/l
m (NaCl) = 100,0 g
Ainsi, la masse totale de la solution est la somme des deux masses :
m (solution) = m (C12H22O11) + m (NaCl)
m (solution) = 109,0 g
Le volume est simplement la somme des volumes initiaux, on a donc :
v (solution finale) = v (C12H22O11) + v (NaCl)
v (solution finale) = (0,5 + 1)L
v (solution finale) = 1.5L
La concentration finale est obtenue en calculant séparément les concentrations de chacun des solutés. Comme ils ne réagissent pas entre eux et que leurs masses ne changent pas, nous pouvons utiliser la formule de concentration suivante :
C = m
v
initiale = minitiale c final = mFinal
vinitiale vFinal
minitiale = mFinal
C (C12H22O11) =?
Çinitiale. vinitiale = CFinal. vFinal
18,0 g/l. 0,5 L = CFinal .1,5 L
C (C12H22O11) Final = 6,0 g/L
C(NaCl)=?
Çinitiale. vinitiale = CFinal. vFinal
100,0 g/l. 1 L = Cfinal .1,5 L
C (NaCl)Final = 66,67 g/l
La relation faite pour cette formule de la concentration commune peut également être faite pour calculer la molarité (Mje. vje = MF. vF) et pour la concentration en masse massique (Titre - Tje. vje = TF. vF).
Par Jennifer Fogaça
Diplômé en Chimie
