PRÉPARATION DE SOLUTIONS: COMMENT FAIRE, EXEMPLES, EXERCICES - CHIMIE - 2025

La préparation de solutions est l'une des activités les plus développées à l'intérieur et à l'extérieur de la science expérimentale, notamment en ce qui concerne la chimie, la biologie, la bioanalyse, la médecine et la pharmacie. Dans le domaine commercial, bon nombre des produits que nous achetons, qu'ils soient alimentaires ou pour la salle de bain, sont constitués de solutions aqueuses.

Une solution en termes simples est un mélange homogène composé d'un solvant, généralement liquide, et d'un soluté. Ceci est associé à une concentration dont les unités varient en fonction des fins pour lesquelles il a été préparé, ainsi que de la précision avec laquelle sa concentration est exprimée.

Les solutions sont l'un des éléments les plus courants et les plus importants de la chimie et ont un certain nombre de règles pour les préparer. Source: Pxhere.

Le principe de toutes les préparations en solution est essentiellement le même: dissoudre le soluté dans un solvant approprié, ou à partir d'une solution concentrée (stock), prélever des aliquotes pour en préparer des plus diluées. Le but ultime est qu'il y ait une grande homogénéité et que la solution ait les caractéristiques souhaitées.

Dans la vie quotidienne, les solutions sont préparées en suivant le critère du goût, c'est-à-dire l'intensité du goût d'une boisson. Les laboratoires ou les industries exigent cependant un paramètre moins subjectif: une concentration prédéterminée, qui est satisfaite en suivant une série de règles et généralement de simples calculs mathématiques.

Comment préparez-vous une solution?

Étapes précédentes

Avant de préparer une solution, il est nécessaire de déterminer quelle concentration aura son soluté, ou chacun d'entre eux, et quel sera le solvant qui sera utilisé. Voulez-vous que ce soit 1% m / v? Ou 30% m / v? Sera-t-il préparé à une concentration de 0,2 M ou 0,006 M? De même, il faut savoir à quelles fins il sera utilisé: analytique, réactifs, milieux, indicateurs, etc.

Ce dernier point détermine si l'utilisation de fioles jaugées ou de ballons sera nécessaire ou non. Si la réponse est négative, les solutions peuvent être préparées directement dans un bécher, et donc la préparation sera plus simple et moins méticuleuse.

Dissolution du soluté

Quelle que soit la concentration, ou si vous voulez qu'elle soit aussi exacte que possible, la première étape de la préparation d'une solution consiste à peser le soluté et à le dissoudre dans le solvant approprié. Parfois même lorsque le soluté est soluble dans le solvant choisi, il est nécessaire de le chauffer sur une plaque ou de disposer d'un agitateur magnétique.

En fait, le soluté est le facteur qui fait une différence marquée dans la méthode dans laquelle différentes solutions sont préparées. En revanche, si le solvant est un liquide volatil, la solution sera préparée à l'intérieur d'une hotte.

L'ensemble du processus de dissolution du soluté est réalisé dans un bêcher. Une fois dissous, et à l'aide d'un support et d'un entonnoir, son contenu est transféré dans la fiole jaugée ou le ballon du volume souhaité.

Si un agitateur a été utilisé, il doit être correctement lavé pour s'assurer qu'aucune trace de soluté ne reste adhérente à sa surface; et il faut également être prudent lors du transfert, sinon le secoueur tombera dans le ballon volumétrique. Pour cela, il est pratique et très utile de vous aider avec un aimant. D'autre part, une tige de verre peut également être utilisée à la place de l'agitateur.

Remplissez la fiole jaugée ou le ballon

En dissolvant le soluté de cette manière, nous nous assurons qu'il n'y a pas de solides en suspension dans la fiole jaugée, qui seront alors difficiles à dissoudre et affecteront la qualité analytique de la solution finale.

Une fois cela fait, le volume du ballon est constitué ou complété avec le solvant, jusqu'à ce que la surface du liquide coïncide avec la marque indiquée sur la verrerie.

Enfin, le ballon ou le flacon fermé avec ses bouchons respectifs est secoué plusieurs fois, laissant la solution prête.

Exemples de solutions

Dans un laboratoire, il est courant de préparer des solutions d'acides ou de bases. Ceux-ci doivent d'abord être ajoutés à un volume considérable de solvant; par exemple, l'eau. Il ne faut jamais faire l'inverse: ajouter de l'eau aux acides ou aux bases, mais plutôt à un volume d'eau. La raison en est que leurs hydrations sont très exothermiques, et qu'il y a même un risque d'explosion du bécher.

Acide sulfurique

Supposons que vous souhaitiez préparer une solution diluée d'acide sulfurique. Ayant clair quelle sera l'aliquote qui sera prélevée dans le stock ou la solution concentrée, elle sera transférée dans le ballon volumétrique, qui aura déjà un volume d'eau.

Même dans ce cas, de la chaleur sera libérée et elle devrait être amenée à la marque avec de l'eau très lentement, en attendant que le ballon refroidisse ou ne devienne pas trop chaud.

Hydroxyde de sodium

D'autre part, une solution d'hydroxyde de sodium est préparée en pesant les dragées NaOH dans un bécher avec de l'eau. Une fois le NaOH dissous, avec ou sans agitateur magnétique, l'eau alcaline est transférée dans la fiole jaugée respective et complétée jusqu'au trait avec de l'eau ou de l'éthanol.

Exercices

Exercice 1

Vous souhaitez préparer un litre d'une solution à 35% m / v de chlorure de sodium dans l'eau. Combien de sel faut-il peser et comment procéder?

La concentration de 35% m / v signifie que nous avons 35 g de NaCl pour 100 ml d'eau. Comme ils nous demandent un litre de solution, dix fois cette quantité, nous peserons 350 g de sel que nous tenterons de dissoudre dans un volume d'un litre.

Ainsi, dans un grand bêcher, les 350 g de NaCl sont pesés. Par la suite, une quantité d'eau suffisante (moins d'un litre) est ajoutée pour dissoudre le sel à l'aide d'une tige de verre. Le sel étant très soluble dans l'eau, l'utilisation d'un agitateur magnétique n'est pas obligatoire.

Dissous ces 350 g de NaCl, l'eau salée est transférée dans une fiole jaugée d'un litre et complétée au trait avec de l'eau; ou tout simplement remplir le litre d'eau dans le même bécher et continuer à remuer pour assurer l'homogénéité du sel. Ce dernier s'applique lorsque la solution n'a pas besoin d'avoir une concentration exacte mais approximative.

Exercice 2

Vous souhaitez préparer 250 mL de vinaigre (5% v / v d'acide acétique) à partir d'une bouteille d'acide acétique glacial (100% pur). Quel volume de ce flacon faut-il prendre?

Peu importe le volume d'acide acétique glacial mesuré, il aura une concentration de 100%; une goutte, 2 ml, 10 ml, etc. Si nous divisons 100/5, nous aurons 20, ce qui indique notre facteur de dilution; c'est-à-dire le volume que nous mesurons à partir de la bouteille que nous allons diluer 20 fois. Par conséquent, 250 mL de vinaigre devraient correspondre à ce volume 20 fois plus grand.

Donc, 250/20 nous donne 12,5, ce qui signifie que nous allons prendre 12,5 ml de la bouteille d'acide acétique glacial et le diluer dans 237,5 ml d'eau (250-12,5).

Pour cela, une pipette graduée et stérilisée sera utilisée, ou un petit volume d'acide acétique glacial sera transféré dans un bécher propre à partir duquel l'aliquote de 12,5 ml sera prélevée, et il sera ajouté à un ballon volumétrique de 250 ml avec une quantité d'eau préalable et suffisante. Ainsi, nous ajouterons l'acide à l'eau et non l'eau à l'acide.

Références

1. Whitten, Davis, Peck et Stanley. (2008). Chimie (8e éd.). Apprentissage CENGAGE.
2. Joshua Halpern, Scott Sinex et Scott Johnson. (05 juin 2019). Préparation des solutions. Chimie LibreTexts. Récupéré de: chem.libretexts.org
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (16 septembre 2019). Comment préparer une solution. Récupéré de: thinkco.com
4. ChemPages Netorials. (sf). Module de stoechiométrie: Solutions. Récupéré de: chem.wisc.edu
5. La société scientifique. (2020). Préparation des solutions chimiques. Récupéré de: sciencecompany.com