FACTEUR DE DILUTION: EN QUOI CONSISTE-T-IL, COMMENT L'OBTENIR, EXEMPLES - CHIMIE - 2025

Le facteur de dilution (DF) est un nombre qui indique combien de fois une solution doit être diluée pour obtenir une concentration inférieure. La solution peut avoir un soluté solide, liquide ou gazeux dissous. Par conséquent, sa concentration dépend du nombre de particules du soluté et du volume total V.

Dans le domaine de la chimie, de nombreuses expressions de concentration sont utilisées: pourcentage, molaire (M), normale (N), entre autres. Chacun d'eux dépend d'une quantité finie de soluté; de grammes, kilogrammes ou moles, à des équivalents. Cependant, lors de la réduction de telles concentrations, le DF s'applique à toutes ces expressions.

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Un exemple de dilution successive de grenadine est présenté dans l'image ci-dessus. Notez que de gauche à droite, la couleur rouge devient plus claire; ce qui est égal à une concentration inférieure de grenadine.

Le facteur de dilution vous permet de déterminer la dilution du dernier verre par rapport au premier. Ainsi, au lieu des propriétés organoleptiques simples, avec FD, l'expérience peut être répétée à partir du même flacon de grenadine (solution mère); de sorte que de cette manière, on s'assure que les concentrations des nouveaux récipients sont égales.

La concentration de grenadine peut être exprimée dans n'importe quelle unité; cependant, le volume des récipients est constant et, pour faciliter les calculs, les volumes de grenadine dissous dans l'eau sont simplement utilisés. La somme de ceux-ci sera égale à V: le volume total de liquide dans le verre.

Comme pour la grenadine dans l'exemple, cela se produit en laboratoire avec n'importe quel autre réactif. Des solutions mères concentrées sont préparées, à partir desquelles des aliquotes sont prélevées, et diluées pour obtenir des solutions plus diluées. De cette manière, il cherche à réduire les risques en laboratoire et les pertes de réactifs.

Quel est le facteur de dilution?

Dilution

La dilution est une procédure qui permet de réduire la concentration d'une solution ou sa densité. L'action de réduire l'intensité de la couleur dans une solution d'un colorant peut également être considérée comme une dilution.

Pour réussir à diluer une solution à une certaine concentration, la première chose à faire est de savoir combien de fois la concentration de la solution mère est supérieure à la concentration de la solution diluée.

Ainsi, on sait combien de fois la solution initiale doit être diluée pour obtenir une solution avec la concentration souhaitée. Le nombre de fois est ce que l'on appelle le facteur de dilution. Et en cela il consiste, en une fraction sans dimension, qui indique une dilution.

Les facteurs

Il est courant de trouver une dilution exprimée, par exemple, comme suit: 1/5, 1/10, 1/100, etc. Qu'est ce que ça signifie? Il indique simplement que pour obtenir une solution avec la concentration souhaitée, la solution mère doit être diluée autant de fois que l'indique le dénominateur de la fraction nommée.

Si, par exemple, la dilution 1/5 est utilisée, la solution initiale doit être diluée 5 fois pour obtenir une solution avec cette concentration. Par conséquent, le nombre 5 est le facteur de dilution. Cela se traduit comme suit: la solution 1/5 est cinq fois plus diluée que la mère.

Comment préparer une telle solution? Si 1mL de la solution mère est pris, ce volume doit être quintuplé, de sorte que la concentration du soluté soit diluée par un facteur de 1/5. Ainsi, si elle doit être diluée avec de l'eau (comme dans l'exemple de la grenadine), il faut ajouter 4 mL d'eau à 1 mL de cette solution (1 + 4 = 5 mL de volume final V _F).

Ensuite, nous discuterons de la façon de déduire et de calculer le DF.

Comment obtenez-vous le facteur de dilution?

Déduction

Pour préparer une dilution, un volume d'une solution initiale ou stock est amené dans une fiole jaugée, où de l'eau est ajoutée jusqu'à ce que la capacité de mesure de la fiole jaugée soit complète.

Dans ce cas, lorsque de l'eau est ajoutée à la fiole jaugée, aucune masse de soluté n'est ajoutée. Ainsi, la masse de soluté ou de solution reste constante:

m _i = m _f (1)

m _i = masse du soluté initial (dans la solution concentrée).

Et m _f = masse du soluté final (dans la solution diluée).

Mais, m = V x C.En substituant l'équation (1), nous avons:

V _i x C _i = V _f x C _f (2)

V _i = volume du stock ou de la solution initiale qui a été prélevé pour effectuer la dilution.

C _i = concentration du stock ou de la solution initiale.

V _f = volume de la solution diluée qui a été préparée.

C _f = concentration de la solution diluée.

L'équation 2 peut s'écrire comme suit:

C _i / C _f = V _f / V _i (3)

Deux expressions valides pour FD

Mais, C _i / C _{f est} par définition le facteur de dilution, car il indique les moments où la concentration du stock ou de la solution initiale est plus grande par rapport à la concentration de la solution diluée. Par conséquent, il indique la dilution à effectuer pour préparer la solution diluée à partir de la solution mère.

De même, à partir de l'observation de l'équation 3, on peut conclure que la _relation V _f / V _i est une autre façon d'obtenir le facteur de dilution. Autrement dit, l'une quelconque des deux expressions (C _i / C _f, V _f / V _i) est valide pour calculer FD. L'utilisation de l'un ou de l'autre dépendra des données disponibles.

Exemples

Exemple 1

Une solution de NaCl 0,3 M a été utilisée pour préparer une solution diluée de NaCl 0,015 M. Calculer la valeur du facteur de dilution.

Le facteur de dilution est de 20. Cela indique que pour préparer la solution diluée de NaCl 0,015 M, la solution de NaCl 0,3 M a dû être diluée 20 fois:

FD = C _i / C _f

0,3 M / 0,015 M

vingt

Exemple 2

Sachant que le facteur de dilution est de 15: quel volume d'eau aurait dû être ajouté à 5 ml d'une solution de glucose concentrée pour réaliser la dilution souhaitée?

Dans un premier temps, le volume de la solution diluée (V _f) est calculé. Une fois calculé, le volume d'eau ajouté pour effectuer la dilution est calculé.

FD = V _f / V _i.

V _f = FD x V _i

15 x 5 ml

75 ml

Volume d'eau ajouté = 75 ml - 5 ml

70 ml

Ensuite, pour préparer la solution diluée avec un facteur de dilution de 15, 70 ml d'eau ont été ajoutés à 5 ml de la solution concentrée pour obtenir le volume final de 75 ml.

Exemple 3

La concentration d'une solution mère de fructose est de 10 g / L. On souhaite en préparer une solution de fructose à une concentration de 0,5 mg / mL. Prendre 20 mL de la solution mère pour faire la dilution: quel devrait être le volume de la solution diluée?

La première étape pour résoudre le problème consiste à calculer le facteur de dilution (DF). Une fois obtenu, le volume de la solution diluée (V _f) sera calculé.

Mais avant de faire le calcul proposé, il faut faire le constat suivant: il faut placer les quantités de concentrations de fructose dans les mêmes unités. Dans ce cas particulier, 10 g / L équivaut à 10 mg / mL, cette situation étant illustrée par la transformation suivante:

(mg / mL) = (g / L) x (1000 mg / g) x (L / 1000 mL)

Donc:

10 g / L = 10 mg / mL

Poursuivant les calculs:

FD = C _i / C _f

DF = (10 mg / mL) / (0,2 mg / mL)

cinquante

Mais puisque V _f = FD x V _i

V _f = 50 x 20 ml

1 000 ml

Ensuite, 20 ml de la solution de fructose à 10 g / L ont été dilués dans 1 L de solution à 0,2 g / L.

Exemple 4

Une méthode de réalisation de dilutions en série sera illustrée. Il existe une solution de glucose avec une concentration de 32 mg / 100mL, et à partir de celle-ci, on souhaite préparer par dilution un ensemble de solutions de glucose avec des concentrations: 16 mg / 100mL, 8 mg / 100mL, 4 mg / 100mL, 2 mg / 100mL et 1 mg / 100mL.

Processus

5 tubes à essai sont étiquetés pour chacune des concentrations indiquées dans la déclaration. Dans chacun d'eux, par exemple, 2 ml d'eau sont placés.

Puis au tube 1 avec de l'eau, 2 ml de la solution mère sont ajoutés. Le contenu du tube 1 est secoué et 2 ml de son contenu sont transférés dans le tube 2. À son tour, le tube 2 est secoué et 2 ml de son contenu sont transférés dans le tube 3; en procédant de la même manière avec les tubes 4 et 5.

Explication

2 mL d'eau et 2 mL de la solution mère avec une concentration de glucose de 32 mg / 100 mL sont ajoutés au tube 1. Ainsi, la concentration finale de glucose dans ce tube est de 16 mg / 100 ml.

Au tube 2, 2 mL d'eau et 2 mL du contenu du tube 1 sont ajoutés avec une concentration de glucose de 16 mg / 100 mL. Ensuite, dans le tube 2, la concentration du tube 1 est diluée 2 fois (DF). Ainsi, la concentration finale de glucose dans ce tube est de 8 mg / 100 ml.

2 mL d'eau et 2 mL du contenu du tube 2 sont ajoutés au tube 3, avec une concentration en glucose de 8 mg / 100 mL. Et comme les deux autres tubes, la concentration est divisée en deux: 4 mg / 100 mL de glucose dans le tube 3.

Pour la raison expliquée ci-dessus, la concentration finale de glucose dans les tubes 4 et 5 est respectivement de 2 mg / 100 ml et de 1 mg / 100 ml.

Les DF des tubes 1, 2, 3, 4 et 5, par rapport à la solution mère, sont: 2, 4, 8, 16 et 32, respectivement.

Références

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2. JT (nd). Facteur de dilution.. Tiré de: csus.edu
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5. Whitten, Davis, Peck et Stanley. Chimie. (8e éd.). Apprentissage CENGAGE.
6. Innovez-vous. (11 mars 2014). Dilutions en série. Récupéré de: 3.uah.es