Le Nettoyant Maison de Mamie : Calcul de Concentration
Des solutions bien dosées pour un résultat parfait !
L'ammoniac est un produit chimique parfois utilisé (avec beaucoup de précautions !) comme nettoyant ménager une fois dilué dans l'eau. Quand on dissout une substance (le soluté, ici l'ammoniac) dans un liquide (le solvant, ici l'eau), on obtient une solution. Pour que le nettoyant soit efficace sans être trop fort, il est important de respecter les bonnes proportions. La "force" de la solution est indiquée par sa concentration massique, qui nous dit combien de grammes de soluté il y a dans un litre de solution.
La Recette de Nettoyant de Mamie
- Masse d'ammoniac pur (\(NH_3\)) à dissoudre : \(8,5 \, \text{grammes (g)}\).
- Volume final de la solution à préparer : \(500 \, \text{millilitres (mL)}\) d'eau.
Schéma : Préparation de la solution d'ammoniac
Pesée de l'ammoniac et mesure du volume d'eau pour la solution.
Questions à traiter
- Dans cette préparation, quelle est la substance qui joue le rôle de soluté ? Quelle substance est le solvant ?
- Quelle est la masse d'ammoniac (\(m_{\text{ammoniac}}\)) utilisée ?
- Quel est le volume de la solution préparée (\(V_{\text{solution}}\)) en millilitres (mL) ? Convertis ce volume en litres (L). (Rappel : \(1 \, \text{L} = 1000 \, \text{mL}\)).
- Rappelle la formule qui permet de calculer la concentration massique (\(C_m\)) d'une solution.
- Calcule la concentration massique en ammoniac de la solution préparée par la grand-mère de Léo. Exprime le résultat en grammes par litre (\(\text{g/L}\)).
- Si la grand-mère voulait préparer une solution deux fois moins concentrée, en utilisant toujours \(8,5 \, \text{g}\) d'ammoniac, quel volume total de solution devrait-elle préparer ?
- Si la grand-mère voulait préparer une solution avec une concentration de \(34 \, \text{g/L}\) (deux fois plus concentrée), quel volume de solution devrait-elle préparer si elle utilise toujours \(8,5 \, \text{g}\) d'ammoniac ?
Correction : La Solution d'Ammoniac de Mamie
Question 1 : Soluté et Solvant
Réponse :
- Le soluté (la substance dissoute) est l'ammoniac (\(NH_3\)).
- Le solvant (la substance qui dissout) est l'eau.
Question 2 : Masse d'ammoniac et volume de solution
Réponse :
- Masse d'ammoniac (\(m_{\text{ammoniac}}\)) : \(8,5 \, \text{g}\).
- Volume de la solution (\(V_{\text{solution}}\)) : \(500 \, \text{mL}\) (car on considère que le volume de l'ammoniac solide est négligeable et que le volume final est celui de l'eau ajoutée).
Question 3 : Conversion du volume de solution en litres
Donnée :
- Volume de la solution : \(500 \, \text{mL}\)
Calcul :
Pour convertir des millilitres (mL) en litres (L), on divise par 1000.
Question 4 : Formule de la concentration massique
Réponse :
La formule de la concentration massique (\(C_m\)) d'une solution est :
Où \(m_{\text{soluté}}\) est la masse du soluté (en grammes) et \(V_{\text{solution}}\) est le volume total de la solution (en litres).
Question 5 : Calcul de la concentration massique de la solution
Données :
- Masse d'ammoniac (\(m_{\text{ammoniac}}\)) : \(8,5 \, \text{g}\)
- Volume de la solution (\(V_{\text{solution}}\)) : \(0,5 \, \text{L}\)
Calcul :
Quiz Intermédiaire 1 : Si on dissout \(10 \, \text{g}\) de sel dans \(2 \, \text{L}\) d'eau, la concentration massique en sel est de :
Question 6 : Volume pour une solution deux fois moins concentrée
Principe :
Si la concentration doit être deux fois moins élevée (\(17 \, \text{g/L} \div 2 = 8,5 \, \text{g/L}\)) et que la masse de soluté (\(8,5 \, \text{g}\)) reste la même, alors le volume de la solution doit être deux fois plus grand.
On peut utiliser la formule \(V_{\text{solution}} = m_{\text{soluté}} / C_m\).
Nouvelle concentration souhaitée :
\(C_m' = 17 \, \text{g/L} \div 2 = 8,5 \, \text{g/L}\).
Calcul du nouveau volume :
\(1 \, \text{L}\) est bien le double de \(0,5 \, \text{L}\).
Question 7 : Volume pour une solution deux fois plus concentrée
Principe :
Si la concentration doit être deux fois plus élevée (\(17 \, \text{g/L} \times 2 = 34 \, \text{g/L}\)) et que la masse de soluté (\(8,5 \, \text{g}\)) reste la même, alors le volume de la solution doit être deux fois plus petit.
Nouvelle concentration souhaitée :
\(C_m'' = 17 \, \text{g/L} \times 2 = 34 \, \text{g/L}\).
Calcul du nouveau volume :
\(0,25 \, \text{L}\) est bien la moitié de \(0,5 \, \text{L}\).
Quiz Intermédiaire 2 : Pour augmenter la concentration d'une solution saline (la rendre plus salée) sans changer le volume d'eau, il faut :
Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)
1. Dans une solution, la substance présente en plus grande quantité est généralement :
2. La concentration massique est la masse de soluté par :
3. Si vous dissolvez \(15 \, \text{g}\) de sucre dans de l'eau pour obtenir \(0,5 \, \text{L}\) de solution, la concentration massique en sucre est de :
Glossaire
- Solution
- Mélange homogène obtenu lorsqu'une ou plusieurs substances (les solutés) sont dissoutes dans une autre substance (le solvant).
- Soluté
- Substance qui se dissout dans un solvant pour former une solution. (Exemple : le sel, le sucre, l'ammoniac).
- Solvant
- Substance (généralement liquide) capable de dissoudre un ou plusieurs solutés. (Exemple : l'eau).
- Dissolution
- Processus par lequel un soluté se disperse de manière homogène dans un solvant.
- Concentration Massique (\(C_m\))
- Masse de soluté contenue dans un litre de solution. Elle s'exprime en grammes par litre (\(\text{g/L}\)). Formule : \(C_m = \frac{m_{\text{soluté}}}{V_{\text{solution}}}\).
- Masse (m)
- Quantité de matière d'une substance. Unité courante : gramme (g).
- Volume (V)
- Espace occupé par une substance. Unités courantes pour les liquides : millilitre (mL), litre (L).
- Millilitre (mL)
- Unité de volume. \(1000 \, \text{mL} = 1 \, \text{Litre}\).
- Litre (L)
- Unité de volume. \(1 \, \text{L} = 1000 \, \text{mL}\).
- Ammoniac (\(NH_3\))
- Composé chimique gazeux à température ambiante, très soluble dans l'eau, formant une solution basique (ammoniaque) utilisée comme nettoyant ou dans la fabrication d'engrais.
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