Comment préparer une solution ou faire une dilution ?

Calculer une masse à peser

Pour une concentration massique

Exemple : préparer 100 mL d’une solution à 1 mg/L de Na⁺ à partir du sel NaCl

1 mg NaCl ≠ 1 mg Na⁺

M_NaCl = 58,44 g/mol ; M_Na = 22,99 g/mol ; M_Cl = 35,45 g/mol $\large \Rightarrow \% M{_{Na}} = \frac{M{_{Na}}}{M{_{NaCl}}} = 39,3\%$

On peut ici constater que dans 1 mg de NaCl, il n’y a en fait que 0,39 mg de Na⁺. Il va donc falloir considérer ce ratio dans le calcul de la masse de sel à peser pour obtenir une concentration de 1mg/L de Na⁺.

Calculer la masse de sel à peser

$\large m{_{sel}} = \frac{M{_{sel}}}{M{_{élément}}} \cdot C{_{f}} \cdot V{_{f}}$

Où
m_sel = masse de sel à peser (en g)
M_sel = masse molaire du sel (en g/mol)
M_élément = masse molaire de l’élément à considérer (en g/mol)
C_f = concentration massique finale (en g/L)
V_f = volume final (en L)

Masse de NaCl à peser

$\large AN : m{_{NaCl}} = \frac{58,44}{22,99} \cdot 10{^{-3}} \cdot 0,1 = 2,54 \cdot 10{^{-4}}g = 0,254mg$

Ainsi pour avoir 100 mL d’une solution à 1mg/L de Na⁺, il faudra peser 0,254 mg de sel. Dans les faits, peser 0,254 mg de sel est quasiment impossible puisque les plus précises des balances ont une précision de 0,1 mg. Il faudra donc préparer une solution plus concentrée puis faire une dilution pour obtenir la concentration souhaitée en Na⁺.

Pour une concentration molaire

Exemple : préparer 100 mL d’une solution à 1 mol/L de Na⁺ à partir du sel Na₂SO₄

Faire attention au rapport du nombre de moles entre le sel et l’ion.
Ici 1 mole de Na₂SO₄ contient 2 moles de Na⁺

$\large m{_{sel}} = \frac{M{_{sel}}}{M{_{élément}}} \cdot C{_{f}} \cdot V{_{f}}$

Où
m_sel = masse de sel à peser (en g)
M_sel = masse molaire du sel (en g/mol)
n_sel/n_élément = ratio molaire entre l’élément et le sel
C_f = concentration molaire finale (en g/L)
V_f = volume final (en L)

Ainsi, la masse de sel à peser pour préparer un solution de Na⁺ à 1 mol/L est de :

$\large AN : m{_{NaCl}} = \frac{1}{2} \cdot 1 \cdot 142,04 \cdot 0,1 = 7,1g$