Fiche de cours
Concentration en quantité de matière et concentration en masse
La concentration en quantité de matière correspond à la concentration molaire.
La concentration en masse correspond à la concentration massique.
I. Définition
A. Position du problème
On peut s’intéresser à deux situations :
a) n = 2 mol de NaCl dans 3 L d’eau.
b) m = 40 g de NaCl dans 3 L d’eau.
Quelles grandeurs pour quantifier la quantité de NaCl dans 1 L d’eau salée ?
B. La concentration en quantité de matière
On a cette formule : $C = \dfrac{n}{V}$. $C$ est la concentration en quantité de matière en mol.L-1 et vaut la quantité de matière en mol divisée par le volume en L.
On peut s’intéresser à l’application de cette formule dans le premier cas, le cas a). Dans ce cas, on a : $c = \dfrac{n}{V}= \dfrac{2}{3} = 0,67 \ mol.L^{-1}$.
Si on a ajouté 2 mol de sodium dans 1 L d’eau, on a une concentration en quantité de matière dans notre solution de 0,67 mol.L-1 de chlorure de sodium.
C. La concentration en masse
La concentration en masse correspond à cette formule : $C_m = \dfrac{m}{V}$. Donc la concentration en masse $C_m$ en g.L-1 est égale à la masse en g divisée par le volume en L.
Dans le cas b), on a : $C_m = \dfrac{m}{V} = \dfrac{40}{3} = 13,3 \ g.L^{-1}$.
II. Relations entre les formules
A. À ne pas apprendre !
La formule à connaître est cette formule : $C = \dfrac{n}{V}$.
On peut obtenir cette formule : $n = C\times V$ en multipliant les termes de gauche et de droite par $V.$
De même pour la formule avec le volume : $V = \dfrac{n}{C}$, qui peut se retrouver facilement grâce à la première formule.
De la même manière pour la concentration en masse, on doit connaître cette formule : $C_m = \dfrac{m}{V}$, mais pas $m = C_m \times V$ et $V = \dfrac{m}{C_m}$, qui se retrouvent facilement grâce à la première formule.
B. Relation entre la concentration en quantité de matière et la concentration en masse
On connaît la relation avec la masse molaire : $M = \dfrac{m}{n}$.
$M,$ la masse molaire, s’exprime en g.mol-1. On peut aussi écrire que $m =M\times n$.
On a la formule de la concentration en masse : $C_m = \dfrac{m}{V} = \dfrac{M\times n}{V} = M\times C$.