Comment obtenir la concentration molaire à partir de la densité ?

Obtenir la concentration molaire à partir de la densité

La concentration molaire, également connue sous le nom de molarité (c), est une mesure de la quantité de soluté dissous dans un volume donné de solution. Elle est exprimée en moles par litre (mol/L). La densité (ρ), quant à elle, est la masse d’une substance par unité de volume.

Il existe une relation pratique entre la concentration molaire, la densité et le titre massique (t) d’une solution :

c = (ρ * t) / M

où :

• c est la concentration molaire en moles par litre (mol/L)
• ρ est la densité de la solution en grammes par millilitre (g/mL)
• t est le titre massique de la solution en grammes de soluté par 100 grammes de solution (% m/m)
• M est la masse molaire du soluté en grammes par mole (g/mol)

Cette équation permet de calculer directement la concentration molaire sans connaître le volume précis de la solution. Elle est particulièrement utile lorsque la densité et le titre massique sont facilement disponibles, par exemple à partir d’une fiche technique ou d’une étiquette de produit.

Exemple

Supposons que nous ayons une solution d’acide sulfurique (H2SO4) dont la densité est de 1,84 g/mL et le titre massique est de 98 %. La masse molaire de H2SO4 est de 98,08 g/mol.

En utilisant l’équation ci-dessus, nous pouvons calculer la concentration molaire de la solution :

c = (1,84 g/mL * 98 %) / 98,08 g/mol = 18,4 mol/L

Par conséquent, la concentration molaire de la solution d’acide sulfurique est de 18,4 mol/L.

Avantages de cette approche

• Calcul direct de la concentration molaire sans connaître le volume de la solution
• Facile à utiliser lorsque la densité et le titre massique sont connus
• Évite les erreurs de mesure du volume, qui peuvent être importantes pour les solutions concentrées

Limitations

Cette approche ne s’applique que pour les solutions idéales où les interactions entre les molécules de soluté et de solvant sont négligeables. Pour les solutions non idéales, des corrections peuvent être nécessaires.