Les solutions : concentration et dilution
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Appelez : +1-514-588-7682En bref : concentration et dilution
- La concentration mesure la quantité de soluté dissoute dans un certain volume de solution — elle s’exprime en g/L, en %, en ppm ou en molarité (mol/L)
- Diluer une solution revient à ajouter du solvant pour réduire sa concentration, sans changer la quantité de soluté
- La relation C1V1 = C2V2 permet de calculer le volume ou la concentration après dilution
- Une solution conduit l’électricité si elle contient des électrolytes — des ions libres capables de transporter un courant
La concentration et la dilution décrivent la quantité de soluté présente dans une solution et la façon dont cette quantité change lorsqu’on ajoute du solvant — quatre unités courantes (g/L, %, ppm, molarité) et une seule relation mathématique, C1V1 = C2V2, permettent de résoudre la grande majorité des problèmes de ce chapitre. Ce guide explique chaque unité, quand l’utiliser, et comment calculer une dilution.
Quelles sont les différentes façons d’exprimer une concentration ?
La concentration d’une solution s’exprime en g/L, en %, en ppm ou en molarité (mol/L), selon le contexte — le tableau ci-dessous précise quand utiliser chacune de ces quatre unités :
| Unité | Formule | Contexte d’utilisation typique |
|---|---|---|
| g/L | masse (g) ÷ volume (L) | Concentrations courantes en laboratoire |
| % (m/v ou v/v) | quantité de soluté ÷ quantité de solution × 100 | Produits domestiques, étiquettes (vinaigre, alcool à friction) |
| ppm (parties par million) | mg de soluté ÷ L de solution | Très faibles concentrations (contaminants dans l’eau) |
| Molarité (mol/L) | moles de soluté ÷ volume (L) | Calculs stœchiométriques et réactions chimiques |
C1V1 = C2V2 : 4 mol/L × 50 mL = 1 mol/L × 200 mL — la quantité de soluté ne change pas, seul le volume de solvant augmente.
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Comment calculer une dilution avec C1V1 = C2V2 ?
Diluer une solution signifie ajouter du solvant (habituellement de l’eau) pour réduire sa concentration, sans ajouter ni retirer de soluté. Puisque la quantité de soluté reste identique avant et après, la relation C1V1 = C2V2 relie la concentration initiale (C1) et le volume initial (V1) à la concentration finale (C2) et au volume final (V2).
Exemple résolu : une solution de 50 mL à 4 mol/L est diluée jusqu’à 200 mL. Quelle est la nouvelle concentration ? C1V1 = C2V2 → 4 × 50 = C2 × 200 → C2 = 200 / 200 = 1 mol/L.
La même méthode s’applique peu importe l’unité de concentration utilisée (g/L, %, ppm ou molarité), tant que les mêmes unités sont utilisées des deux côtés de l’équation.
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Pourquoi certaines solutions conduisent-elles l’électricité ?
Une solution conduit l’électricité lorsqu’elle contient des électrolytes — des substances qui, une fois dissoutes dans l’eau, se séparent en ions libres capables de transporter un courant électrique. L’eau salée conduit l’électricité parce que le NaCl se dissocie en ions Na⁺ et Cl⁻ libres, alors que l’eau sucrée ne conduit pas, parce que le sucre se dissout sans former d’ions. Ce principe rejoint directement nos guides sur les acides et les bases, qui sont eux-mêmes des électrolytes en solution aqueuse.
⚠️ Ne pas confondre concentration et quantité totale de soluté
Une solution très diluée peut quand même contenir une grande quantité totale de soluté si son volume est très grand — la concentration mesure une proportion, pas une quantité absolue. Les calculs de stœchiométrie et de moles permettent de retrouver la quantité absolue à partir de la concentration et du volume.
Des élèves de Rosemont, de Verdun et d’Ahuntsic confondent souvent les unités de concentration à l’examen — une fois le tableau des quatre unités bien assimilé, les erreurs de conversion disparaissent rapidement.
❓ Questions fréquentes
Q1 : Quelle est la différence entre concentration en g/L et en molarité ?
R : La concentration en g/L exprime la masse de soluté par litre de solution, tandis que la molarité (mol/L) exprime le nombre de moles de soluté par litre. On passe de l’une à l’autre à l’aide de la masse molaire du soluté.
Q2 : Comment calculer une dilution ?
R : On utilise la relation C1V1 = C2V2, où C1 et V1 sont la concentration et le volume avant dilution, et C2 et V2 sont la concentration et le volume après dilution.
Q3 : Qu’est-ce qu’un ppm en chimie ?
R : Le ppm (partie par million) exprime des concentrations très faibles, généralement en milligrammes de soluté par litre de solution. C’est l’unité utilisée pour mesurer, par exemple, des traces de contaminants dans l’eau.
Q4 : Pourquoi l’eau salée conduit-elle l’électricité et pas l’eau sucrée ?
R : L’eau salée conduit l’électricité parce que le sel (NaCl) se dissocie en ions Na⁺ et Cl⁻ libres, qui transportent le courant. Le sucre se dissout sans former d’ions, donc l’eau sucrée ne conduit pas l’électricité.
Q5 : La quantité de soluté change-t-elle pendant une dilution ?
R : Non. Diluer une solution signifie ajouter du solvant pour réduire la concentration, sans changer la quantité de soluté présente — c’est cette quantité constante qui permet d’utiliser la relation C1V1 = C2V2.
Q6 : Concentration et dilution sont-elles au programme de secondaire 4 STE ?
R : Oui, la concentration (g/L, %, ppm, molarité), la dilution et la conductivité électrique des solutions font partie du programme officiel de Science et technologie de l’environnement (STE) de secondaire 4 au Québec.
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Conclusion
Concentration et dilution reposent sur un petit nombre d’unités (g/L, %, ppm, molarité) et une seule relation mathématique, C1V1 = C2V2. Une fois ces quatre unités clairement distinguées et la relation de dilution bien comprise, la majorité des problèmes de ce chapitre se résolvent avec la même méthode.
À retenir :
- ✅ Quatre unités de concentration : g/L, %, ppm, mol/L (molarité)
- ✅ C1V1 = C2V2 pour tout calcul de dilution
- ✅ La quantité de soluté ne change jamais pendant une dilution
- ✅ Une solution conduit l’électricité si elle contient des électrolytes (ions libres)
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