nous avons un mélange de solutions avec différents solutés sans réaction chimique lorsque deux ou plusieurs mélanges qui ont des substances avec le même ion en commun (soit le même cation, soit le même anion). Comme dans l'exemple ci-dessous :
Mélange de solutions qui ont des solutés différents
La solution 1 contient de l'eau et du chlorure de sodium (NaCl), tandis que la solution 2 contient de l'eau et du chlorure de potassium (KCl). Lorsqu'ils sont mélangés, nous avons un mélange de différentes solutions de soluté sans réaction chimique, car les deux sels utilisés ont l'anion chlorure (Cje-).
1- Caractéristiques des mélanges de différentes solutions de solutés sans réaction chimique
Lorsqu'un mélange de solutions ayant différents solutés sans réaction chimique est réalisé, les caractéristiques ci-dessous sont toujours vérifiées :
La masse de chacun des solutés ne change pas (si dans la solution 1 on a 10 g de soluté et dans 2, 30 g, par exemple, après mélange on aura la même masse de chaque soluté),
Masse de chacun des solutés après mélange des solutions sans réaction chimique
LES quantité de matière (n) de chacun des solutés ne change pas (si dans la solution 1 on a 5 mol de soluté et dans 2, 4 mol, par exemple, après mélange on aura la même quantité de matière de chacun),
Nombre de moles de chacun des solutés après mélange des solutions sans réaction chimique
Le volume de la solution finale, VF, est le résultat de la somme des volumes de chacune des solutions mélangées (si dans la solution 1 on a 200 ml et dans la solution 2, 300 ml, par exemple, après mélange on aura 500 ml de volume),
VF = V1 + V2
2- Formules utilisées dans les calculs de mélange de solutions de différents solutés sans réaction chimique.
Comme dans ce type de mélange, on n'a qu'une augmentation de la quantité de solvant par rapport à chacun des solutés, nous devons calculer la concentration finale de chacun des solutés en utilisant la méthode suivante expressions:
a) À concentration commune (Ç)
Pour la solution 1: la multiplication de la concentration de la solution 1 par son volume est égale à la concentration finale multipliée par son volume
Ç1.V1 = CF.VF
Pour la solution 2: la multiplication de la concentration de la solution 2 par son volume est égale à la concentration finale multipliée par son volume
Ç2.V2 = CF.VF
b) Pour concentration en quantité de matière ou molarité (M)
Pour la solution 1 :
M1.V1 = MF.VF
Pour la solution 2 :
M2.V2 = MF.VF
c) Concentration en quantité de matière de chaque ion présent dans la solution
Si l'on doit déterminer la concentration d'un ou de tous les ions présents dans la solution finale, il faut :
1º: Rappelons que la concentration en ions est donnée par la multiplication de la concentration (M), du soluté dont il provient, par son indice dans la formule de la substance. Donc pour l'ion Y, dans la substance 1, XY3, la concentration sera :
[O]1 = 3. M
Quant au soluté2, ZY, la concentration de Y serait donnée par :
[O]2 = 1. M
2º: Si nous avons plus d'un soluté qui libère le même ion, par exemple, les solutés XY3 et ZY, qui ont le même ion Y, la concentration de cet ion dans la solution finale est donnée par la somme de ses concentrations pour chaque soluté :
[O]F = [O]1 + [O]2
3- Exemples de calculs impliquant le mélange de solutions de différents solutés sans réaction chimique
Exemple 1: (PUC SP) Dans un bécher, 200 mL d'une solution aqueuse de chlorure de calcium (CaCl) ont été mélangés2) de concentration de 0,5 mol. L–1 et 300 ml d'une solution à 0,8 mol. L–1 de chlorure de sodium (NaCl). La solution obtenue a une concentration en anions chlorure d'environ :
a) 0,34 mole. L–1
b) 0,65 mol. L–1
c) 0,68 mole. L–1
d) 0,88 mol. L–1
e) 1,3 mol. L–1
Les données fournies par l'exercice étaient :
Solution 1:
Volume (V1): 200 ml
Concentration molaire (M1): 0,5 mol. L–1
Solution 2:
Volume (V2): 300 ml
Concentration molaire (M2): 0,8 mol. L–1
Pour déterminer la concentration d'anions chlorure (Cl-), nous devons suivre ces étapes :
Étape 1: calculer le volume de la solution finale
VF = V1 + V2
VF = 200 + 300
VF = 500 ml
Étape 2: Calculer la concentration molaire de la solution finale par rapport au soluté de CaCl2, en utilisant l'expression ci-dessous :
M1.V1 = MF.VF
0,5 200 = MF.500
100 = MF.500
100 = MF
500
MF = 0,2 mol. L–1
Étape 3: Calculer la concentration molaire de chlorure[Cl-]1, dans la solution finale, à partir du soluté de CaCl2, en utilisant l'expression ci-dessous :
REMARQUE: Dans la formule on a la multiplication de la molarité par 2 car on a l'indice 2 en Cl, dans la formule du soluté CaCl2.
[Cl-]1 = 2.MF
[Cl-]1 = 2. 0,2
[Cl-]1 = 0,4 mol. L–1
Étape 4: Calculer la concentration molaire de la solution finale par rapport au soluté de NaCl, en utilisant l'expression ci-dessous :
M2.V2 = MF.VF
0,8 300 = MF.500
240 = MF.500
240 = MF
500
MF = 0,48 mole. L–1
Étape 5: Calculer la concentration molaire de chlorure, [Cl-]2, dans la solution finale, à partir du soluté de NaCl, en utilisant l'expression ci-dessous :
REMARQUE: Dans la formule nous avons la multiplication de la molarité par 1 car nous avons l'indice 1 en Cl, dans la formule pour le soluté NaCl.
[Cl-]2 = 1.MF
[Cl-]2 = 1. 0,48
[Cl-]2 = 0,48 mole. L–1
Étape 6 : Calculer la quantité totale d'ions chlorure dans la solution finale
Pour ce faire, il suffit d'ajouter les concentrations molaires de chlorures pour chacun des solutés aux étapes 3 et 5 :
[Cl-]F = [Cl-]1+ [Cl-]2
[Cl-]F = 0,4 + 0,48
[Cl-]F = 0,88 mol. L–1
Exemple 2: A une solution de 500 ml de KOH 6 mol/L ont été ajoutés 300 ml de solution de K.2SEUL3 3 mol/L. Quelle est la concentration de chacun des solutés dans le mélange résultant
a) 3,75 et 3,0 mol/L
b) 3,75 et 1,215 mol/L
c) 4,5 et 1,125 mol/L
d) 3,75 et 1,125 mol/L
e) 4,5 et 1,215 mol/L
Les données fournies par l'exercice étaient :
Solution 1:
Volume (V1): 500ml
Concentration molaire (M1): 6 mol. L–1
Solution 2:
Volume (V2): 300 ml
Concentration molaire (M2): 3 mol. L–1
Pour déterminer la concentration d'anions chlorure (Cl-), nous devons suivre ces étapes :
Étape 1: calculer le volume de la solution finale
VF = V1 + V2
VF = 500 + 300
VF = 800 ml
Étape 2: Calculer la concentration molaire de la solution finale par rapport au soluté de KOH, en utilisant l'expression ci-dessous :
M1.V1 = MF.VF
6 500 = MF.800
3000 = MF.800
3000 = MF
800
MF = 3,75 mol. L–1
Étape 3: Calculer la concentration molaire de la solution finale par rapport au soluté K2SEUL3, en utilisant l'expression ci-dessous :
M2.V2 = MF.VF
3 300 = MF.800
900 = MF.800
900 = MF
800
MF = 1,125 mol. L–1
Par moi Diogo Lopes Dias
La source: École du Brésil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/mistura-solucoes-com-solutos-diferentes-sem-reacao-quimica.htm
