- Comment se fait une dilution?
- Raisonnement théorique
- Application
- Processus
- Dilution en série
- Exemples de dilutions
- Exercices
- Exercice 1
- Exercice 2
- Exercice 3
- Références
La dilution est un processus par lequel la concentration d'une solution diminue généralement avec l'ajout d'un diluant. Cependant, la dilution peut également se produire par un processus qui élimine le soluté de la solution.
Cette dernière procédure, bien que cela semble étrange, est une pratique de routine en cuisine lors de l'ajout d'une pomme de terre à un aliment très salé pour éliminer l'excès de sel. La nourriture aura un goût moins salé car les pommes de terre absorbent sa teneur en sel.
Lorsqu'une solution aqueuse de phénolphtaléine est diluée, sa couleur s'estompe. Source: Pxhere.
La dilution effectuée ou à réaliser est exprimée en des termes tels que: 1/5. Cela signifie que pour effectuer la dilution, un volume de la solution concentrée est prélevé et quatre volumes du diluant sont ajoutés; généralement de l'eau. Dans ce cas, le chiffre 5 représente le facteur de dilution.
Le facteur de dilution est le quotient entre la concentration initiale de la solution et la concentration finale de la solution diluée. De même, le facteur de dilution est le quotient entre le volume de la solution diluée et le volume de la solution concentrée qui a été prélevée pour effectuer la dilution.
Comment se fait une dilution?
Raisonnement théorique
Pour préparer une dilution, un certain volume de la solution concentrée est prélevé, et il est placé dans un récipient, en ajoutant du diluant jusqu'à ce que le volume calculé pour la solution diluée soit atteint.
La masse de soluté qui a été prélevée dans la solution concentrée pour effectuer la dilution est exactement égale à la masse de soluté qui est placée dans le récipient utilisé pour faire la dilution.
m i = m f
Où m i est la masse de soluté dans la solution concentrée utilisée pour faire la dilution, et m f est la masse de soluté dans la solution diluée. Nous savons également que:
m i = v i c i
m f = v f c f
Puis en remplaçant:
v i c i = v f c f
Réécrire l'équation:
c i / c f = v f / v i
c i / c f est le facteur de dilution (combien de fois il est nécessaire de diluer la solution concentrée). Cependant, v f / v i compte également comme un facteur de dilution.
Application
Si vous souhaitez préparer une dilution, vous devez savoir combien de fois la solution concentrée doit être diluée pour obtenir la concentration souhaitée de la solution diluée (facteur de dilution). Pour ce faire, divisez la concentration de la solution concentrée par la concentration de la solution diluée.
Mais: quel volume de solution concentrée doit être pris pour effectuer la dilution? Si le volume final de la solution diluée (v f) et le facteur de dilution sont connus, il est aisé de connaître le volume de la solution concentrée (v i), nécessaire pour effectuer la dilution souhaitée:
v i = v f / FD
Processus
Le volume de la solution mère calculée (v i) est mesuré à l' aide d'une pipette ou d'un cylindre gradué et versé dans une fiole jaugée. Ensuite, le diluant est ajouté jusqu'à ce que la capacité du ballon soit atteinte, ce qui indique le volume de la solution diluée (v f).
Dilution en série
Ce type de dilution est fréquemment utilisé en analyse volumétrique. Pour cela, des tubes à essai sont disposés en série et dans chacun d'eux le même volume d'eau désionisée est ajouté; par exemple 2 ml.
Une dilution de 1/5 de sérum peut être préparée séparément. Ensuite, 2 mL de la dilution de sérum sont ajoutés au premier tube contenant 2 mL d'eau. Le tube est agité correctement et 2 mL de ce mélange sont transférés dans le tube 2.
Ensuite, le tube 2 est bien mélangé et 2 ml de son contenu sont transférés dans le tube 3, et ainsi de suite jusqu'à ce que la série de tubes soit terminée. En conséquence de cette procédure, il existe des tubes à essai avec des dilutions de sérum 1/10, 1/20, 1/40…
Exemples de dilutions
Quelques exemples de dilution sont:
-Diluer une solution de NaCl 5 M 1/10 pour obtenir une solution de NaCl 0,5 M.
-L'ajout d'eau ou d'un autre diluant à la peinture pour réduire l'intensité de la coloration ou pour diminuer sa viscosité.
-L'ajout de lait au café pour réduire la concentration du café et lui donner un goût plus doux et plus sucré.
-Diluer une limonade avec de l'eau pour réduire sa concentration en acidité.
-Effectuer la dilution d'un sérum pour effectuer le titrage de tout anticorps présent dans celui-ci.
Exercices
Exercice 1
Combien de fois une solution de NaCl 0,5 M doit-elle être diluée pour obtenir 1 litre de la solution 0,025 M, et quel sera le volume de la solution de NaCl 0,5 M nécessaire pour préparer cette solution diluée?
On part du facteur de dilution:
FD = c i / c f
Nous avons toutes les données:
c i = concentration initiale (0,5 M)
c f = concentré final (0,025 M)
Et nous calculons donc FD:
FD = 0,5 M / 0,025 M
= 20
La solution de NaCl 0,5 M doit être diluée 20 fois pour obtenir une solution de NaCl 0,025 M.
Avec cette valeur de DF, nous pouvons maintenant calculer le volume initial à prélever de la solution concentrée pour cette dilution:
FD = v f / v i
Nous isolons v i et résolvons:
v i = 1 L / 20
= 0,05 L
= 50 ml
Par conséquent, 50 ml de la solution de NaCl 0,5 M sont nécessaires pour préparer un litre de la solution de NaCl 0,025 M.
Exercice 2
Combien de mL d'un réactif d'acide sulfurique (H 2 SO 4) avec une concentration de 95% (m / m) et une densité de 1,84 g / mL sont nécessaires pour préparer 250 mL d'une solution d'acide sulfurique au 0,5 M? Masse moléculaire de l'acide sulfurique: 98 g / mol.
La première étape consiste à calculer la molarité de l'acide sulfurique concentré:
m = vd
On détermine la masse de H 2 SO 4 correspondant à la solution de densité donnée:
m = 1 000 ml 1,84 g / ml
= 1 840 g
Puisque l'acide sulfurique est pur à 95%, sa masse réelle doit être calculée:
m = 1 840 g (95/100)
= 1 748 g
Parce qu'un litre de solution à 95% de H 2 SO 4 a été supposé, les moles présentes dans ces grammes nous donneront directement la molarité:
M = (1 748 g / L) / (98 g / mol)
= 17,83
On sait que la masse de H 2 SO 4 diluée est la même avant et après dilution:
m i = m f
c i v i = c f v f
v i = c f · v f / c i
Et nous résolvons pour v i:
v i = 0,5 M 250 mL / 17,83 M
= 7,010 ml
Ensuite, pour préparer 250 mL d'une solution d'acide sulfurique 0,5 M, une portion d'eau est placée dans la fiole jaugée pour éviter les éclaboussures, et 7,010 mL d'acide sulfurique concentré sont ajoutés et complétés à 250 mL avec de l'eau.
Exercice 3
Combien de ml d'eau faut-il ajouter à 50 ml d'une solution de chlorure de calcium 0,25 M (CaCl 2) pour préparer une solution de CaCl 2 0,0125 M?
Là encore, il n'y a pas de perte de masse de CaCl 2 une fois qu'il est dilué:
v i c i = v f c f
Nous isolons et résolvons pour v f:
v f = v i c i / c f
= 50 mL 0,25 M / 0,0125 M
= 1 000 ml
Volume d'eau à ajouter = v f - v i
1 000 ml - 50 ml = 950 ml
Il est donc nécessaire d'ajouter 950 mL d'eau à 50 mL à la solution de chlorure de calcium 0,5 M. De cette manière, 1 000 mL de solution de chlorure de calcium 0,0125 M. seront préparés.
Références
- Whitten, Davis, Peck et Stanley. (2008). Chimie (8e éd.). Apprentissage CENGAGE.
- Wikipédia. (2020). Dilution (équation). Récupéré de: en.wikipedia.org
- Jessie A. Key. (sf). Dilutions et concentrations. Récupéré de: opentextbc.ca
- ChemTeam. (sf). Dilution: définition et calculs. Récupéré de: chemteam.info
- David R. Caprette. (2012). Faire des dilutions. Récupéré de: ruf.rice.edu