SOLUTIONS EMPIRIQUES: CARACTÉRISTIQUES, PRÉPARATION ET EXEMPLES - CHIMIE - 2025

Les solutions empiriques sont celles où les quantités exactes de soluté et de solvant ne sont pas définies ou reproduites. La relation entre la quantité de soluté et de solvant dans ces solutions n'est pas déterminée quantitativement; par conséquent, ils n'ont pas de concentration connue.

La solution empirique, comme l'indique le mot «empirique», est le produit de la pratique, de l'expérience de la personne qui prépare la solution. Ces solutions sont également appelées solutions qualitatives.

Jus de kiwi: un exemple de solution empirique. Source: pexels.

Lors de la préparation d'un jus de kiwi, un volume et un nombre de tranches variables sont ajoutés, en fonction de la taille du pot ou du nombre de convives qui attendent pour étancher leur soif.

Les quantités de soluté (kiwi et sucre) et de solvant (eau) utilisées dans la préparation sont basées sur le jugement ou l'expérience de la personne qui prépare la solution. De même, la préparation de cette solution empirique est soumise à des critères de goût; si la personne préfère qu'elle soit plus sucrée, ajoutez une demi-tasse de sucre en plus.

Les composants du jus de kiwi manquent donc d'une concentration définie ou connue telle que celle trouvée dans les solutions standards. De plus, ce jus ne peut être exprimé avec aucune des unités de concentration, physiques ou chimiques; à moins que tous les ingrédients ne soient correctement pesés et mesurés.

Les solutions empiriques n'ont pas d'application commune et importante dans l'industrie ou la science. La préparation de solutions empiriques est occasionnelle en chimie, comme dans les tests de milieux de dissolution.

Caractéristiques des solutions empiriques

Parmi les caractéristiques attribuables aux solutions empiriques, on peut citer les suivantes:

-Ils sont généralement préparés dans des endroits informels, comme dans les maisons, les restaurants, les fontaines à soda, les bars, entre autres endroits similaires.

-Tout le monde peut les préparer, sans formation spécifique en chimie, ni expérience préalable en laboratoire.

-La préparation de ces solutions est réalisée pour satisfaire ou couvrir tout besoin, généralement culinaire, alimentaire, entre autres.

-Lors de l'élaboration de ces solutions, l'expérience, la pratique, les critères, le besoin ou le goût de ceux qui les préparent prévalent.

-Ils sont préparés sans suivre aucune méthode de pesée, sans nécessiter de calculs stœchiométriques, ni d'équipement instrumental; comme le pH-mètre, par exemple.

-Dans sa préparation, les matériaux volumétriques ne sont pas utilisés, car il n'est pas indispensable d'avoir des mesures exactes des volumes de solvants ou de solutés liquides.

-Sa préparation en général est rare dans les laboratoires de routine et de recherche, où des solutions titrées sont généralement nécessaires.

-Les solutions empiriques les plus fréquemment préparées dans les maisons sont des solutés dissous dans des liquides. Le mélange de liquides dans des liquides est également fréquemment préparé, dans la préparation de cocktails par exemple.

Types ou classification

La classification des solutions empiriques est similaire à celle des solutions valorisées lorsqu'elles sont exprimées de manière qualitative ou informelle. Il est déjà clair que la quantité de soluté et de solvant dans ces solutions n'est pas exactement déterminée.

Lorsqu'on considère la solubilité et la quantité de soluté qui est ajoutée au solvant, les solutions empiriques peuvent être diluées ou concentrées. De même, les solutions empiriques concentrées peuvent également être classées comme insaturées, saturées ou sursaturées.

Une boisson instantanée peut être préparée soit diluée soit concentrée, selon le goût ou les besoins du convive.

Solution diluée

C'est cette solution dans laquelle une petite quantité de soluté a été ajoutée par rapport à la quantité de solvant présent. Le goût de la solution obtenue, la couleur obtenue, entre autres critères, indiqueront à quel point la solution est diluée ou concentrée. Un exemple de cette solution pourrait être de placer un peu de sucre dilué dans une tasse d'eau.

Solution concentrée

Ce sont ces solutions qui ont une quantité abondante ou élevée de soluté par rapport à la quantité de solvant dans la solution. Une solution empirique est concentrée en ajoutant plus de soluté ou en diminuant le volume du solvant.

Solution non saturée

C'est cette solution dans laquelle la quantité de soluté est élevée sans saturer la solution; par conséquent, encore plus de soluté peut être dissous sans formation de précipité.

Solution saturée

C'est cette solution dans laquelle la quantité maximale de soluté que le solvant peut dissoudre a été ajoutée. Dans la solution préparée, plus aucun soluté ne se dissout dans le solvant de la solution.

Solution sursaturée

C'est cette solution qui a été préparée avec une quantité de soluté qui dépasse les limites ou la capacité de dissolution du solvant. Ce n'est qu'en augmentant la température que la solubilité du soluté peut être augmentée.

préparation

Comme indiqué dans les paragraphes précédents, dans la préparation de solutions empiriques, les goûts de la personne préparant la solution prévaudront. La quantité de soluté, ainsi que la quantité de solvant, dépendront des critères et exigences individuels et personnels.

Aucune pesée de soluté ne sera utilisée dans sa préparation, et donc les unités de mesure sont numériquement inexistantes.

matériaux

Des ustensiles tels que des cuillères peuvent être utilisés, versés dans des récipients qui manqueront également d'indicateur de volume; des verres ou des cruches, ou même des mèches ajoutées des doigts ou une quantité serrée dans les poings.

Café, cocktails et thé

La solution empirique peut contenir une ou plusieurs substances dissoutes dans une certaine quantité de solvant. Comme le café, par exemple, en plus de l'eau et du café, le sucre est généralement ajouté comme édulcorant.

D'autre part, il peut également être constitué d'un mélange de liquides, comme des cocktails par exemple. Différentes liqueurs sont mélangées pour préparer ce type de solution empirique, et en l'absence de métrique, l'habileté de préparer la même boisson avec le même arôme est mise à l'épreuve d'innombrables fois.

Il peut être préparé avec des solides tels que le thé vert ou d'autres épices, qui infusent le solvant avec son goût et son odeur. Une solution empirique est préparée une fois que cette préparation est coulée, ou passée au tamis, laissant la solution homogène.

Exemples

De nombreux exemples peuvent être donnés de solutions empiriques, préparées en routine à domicile ou très occasionnellement en laboratoire.

Préparation de boissons

À la maison, dans les restaurants et dans d'autres points de vente, les boissons sont préparées quotidiennement et en continu ou régulièrement. Il existe de nombreuses boissons instantanées, comme le thé ou les boissons au chocolat, dont les critères sont le goût et le goût des gens.

Cafés, limonades, thés, chocolat au lait, café au lait, cocktails, guarapitas, entre autres boissons, sont préparés en continu.

Tests de milieu de dissolution

En chimie, des solutions empiriques sont préparées en effectuant certains tests de préparation des milieux de dissolution.

Un exemple pourrait être lorsque vous avez un composé organique P et que vous souhaitez étudier sa solubilité dans différents solvants. A partir des résultats qualitatifs, qui sont des solutions empiriques, un milieu de dissolution spécifique peut être préparé.

Des tests sont réalisés avec des milieux de dissolution pour ce composé, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un matériau volumétrique pour sa préparation.

Dans ce milieu, des solvants ou des réactifs sont ajoutés au point d'obtenir une dissolution appropriée de P. A partir de ces mesures précédentes, la même procédure est effectuée pour dissoudre d'autres solides de même nature de P.

La concentration de ces réactifs nécessaire pour reproduire le milieu de dissolution peut alors être estimée; et avec cela, ce n'est plus une solution empirique.

Bain de glace

Des solutions empiriques peuvent être préparées en utilisant de la glace ou des bains cryoscopiques pour maintenir une substance ou un milieu réactionnel à de basses températures. La personne qui le prépare ajoute une quantité incertaine de glace, de sel et d'eau, afin de refroidir suffisamment le récipient ou le matériel placé à l'intérieur du bain.

Utilisation d'indicateurs de pH

Un autre exemple est lorsque des indicateurs d'acide-base solides sont ajoutés à un échantillon qui subira un titrage volumétrique. Si l'indicateur présente déjà une couleur au pH de l'échantillon, ajoutez une quantité telle que l'intensité de sa couleur n'interfère pas avec le point final (décalage de l'indicateur) dans le titrage.

Cela se produit, par exemple, lorsque vous travaillez avec l'indicateur noir eriochrome T. Son solide est constitué de cristaux noirs qui colorent intensément l'échantillon à titrer. Si trop de cet indicateur est ajouté, la solution deviendra bleu foncé, ce qui rendra impossible de voir le point final.

Solution de bicarbonate

Bicarbonate pour les brûlures acides: ajoutez une telle quantité de bicarbonate à l'eau jusqu'à ce qu'elle soit saturée.

Lorsque cette solution n'est pas préparée avant l'accident, une quantité délibérée de ce sel est ajoutée à l'eau dans le seul but de neutraliser l'acide ou la base dans la zone touchée du corps.

Décorations de Noël

Lorsque vous improvisez des ballons avec des solutions colorées (composés de métaux de transition, colorants, etc.) pour décorer des laboratoires en décembre, vous utilisez des solutions empiriques (à moins qu'elles n'aient été préparées de manière quantitative).

Réflexion finale

En guise de réflexion finale, en laboratoire, il y a très peu d'occasions où des solutions empiriques sont travaillées (et encore moins au niveau industriel).

En effet, il est essentiel de pouvoir reproduire parfaitement les solutions. De plus, l'exactitude et la précision des mesures ne peuvent être sacrifiées; depuis, la véracité et la qualité des résultats expérimentaux seraient réduites.

Références

1. Whitten, Davis, Peck et Stanley. (2008). Chimie. (8e éd.). Apprentissage CENGAGE.
2. Exprimer les concentrations. (sf). Récupéré de: chem.purdue.edu
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5. Andrade C. Guevara. (2012). Solutions empiriques.. Récupéré de: roa.uveg.edu.mx