Comment trouver la concentration d'une solution à partir de la densité ?

Comment déterminer la concentration d’une solution à partir de sa densité

La concentration d’une solution, exprimée en moles par litre (mol/L), est une mesure de la quantité de soluté dissous dans un volume donné de solvant. Elle peut être estimée à partir de la densité de la solution.

Relation entre concentration, densité et titre massique

La densité d’une solution (ρ) est définie comme la masse (m) par unité de volume (V) :

ρ = m/V

Le titre massique (t) d’une solution représente la masse de soluté (m_soluté) dissoute dans 100 g de solvant :

t = (m_soluté / m_solvant) x 100

En combinant ces deux équations, nous obtenons la masse de soluté :

m_soluté = t x m_solution

Estimation de la concentration à partir de la densité

En substituant l’équation de la densité dans l’équation de la masse de soluté, nous obtenons :

m_soluté = t x ρ x V_solution

En divisant les deux côtés par le volume de la solution (V_solution), nous obtenons :

C ≈ t x ρ

où C est la concentration en moles par litre.

Précautions pour une précision optimale

Il est important de noter que cette formule fournit une estimation approximative de la concentration. Pour une précision optimale, des informations supplémentaires sont nécessaires, telles que la masse molaire du soluté et la température de la solution. En outre, les solutions très diluées ou très concentrées peuvent nécessiter des corrections en raison des écarts de comportement par rapport aux solutions idéales.

Exemple

Supposons que nous ayons une solution de chlorure de sodium (NaCl) avec une densité de 1,1 g/mL et un titre massique de 10 %. Nous pouvons estimer sa concentration comme suit :

C ≈ t x ρ = 0,10 x 1,1 g/mL = 0,11 mol/L

Cette estimation peut être utilisée pour des calculs approximatifs, mais pour des résultats plus précis, il est recommandé d’utiliser des méthodes de mesure directes telles que la titrimétrie ou la spectroscopie.