Niveau : Moyen — Durée estimée : 50 min — 10 exercices avec corrections détaillées
Rappel des notions clés
Une solution aqueuse est obtenue en dissolvant une substance (le soluté) dans de l'eau (le solvant). Si le soluté est solide, on parle de dissolution. La concentration massique (Cm) indique la masse de soluté dissoute par litre de solution.
La dilution consiste à ajouter du solvant à une solution mère pour obtenir une solution fille moins concentrée. Lors d'une dilution, la masse de soluté ne change pas : elle est juste répartie dans un volume plus grand. On utilise le facteur de dilution (F) pour savoir combien de fois on a dilué la solution.
Pour réussir tes calculs, fais bien attention aux unités : la masse est souvent en grammes (g) et le volume en litres (L). Si le volume est en mL, il faut le convertir avant le calcul.
Formules : Cm = m / V (Concentration = masse ÷ volume). Dilution : m_mère = m_fille donc C_mère × V_mère = C_fille × V_fille.
Exercices — Niveau Facile
Exercice 1 : On dissout 5 g de sel dans 2 L d'eau. Calcule la concentration massique Cm de la solution obtenue.
Correction :
Données : m = 5 g et V = 2 L. Formule : Cm = m / V. Calcul : Cm = 5 / 2 = 2,5. La concentration massique est de 2,5 g/L.
Exercice 2 : Identifie le solvant et le soluté dans une solution d'eau sucrée.
Correction :
Le soluté est la substance que l'on dissout : le sucre. Le solvant est le liquide qui dissout : l'eau.
Exercice 3 : On veut préparer 500 mL d'une solution avec une concentration de 10 g/L. Quelle masse de soluté faut-il peser ?
Correction :
Conversion : V = 500 mL = 0,5 L. Formule : m = Cm × V. Calcul : m = 10 × 0,5 = 5. Il faut peser 5 grammes de soluté.
Exercices — Niveau Moyen
Exercice 4 : Une solution de sulfate de cuivre a une concentration de 20 g/L. On en prélève 100 mL. Quelle masse de sulfate de cuivre se trouve dans ce prélèvement ?
Correction :
Données : Cm = 20 g/L et V = 0,1 L (100 mL). Calcul : m = 20 × 0,1 = 2. Il y a 2 grammes de soluté dans le prélèvement.
Exercice 5 : On dilue une solution de concentration 50 g/L pour obtenir une solution 5 fois moins concentrée. Quelle sera la concentration de la solution fille ?
Correction :
Facteur de dilution F = 5. Cm_fille = Cm_mère / F. Calcul : 50 / 5 = 10. La concentration de la solution fille est de 10 g/L.
Exercice 6 : Quel est le matériel nécessaire pour réaliser une dissolution précise de 2 g de sel dans 100 mL d'eau ?
Correction :
1. Une balance de précision et une coupelle de pesée. 2. Une spatule pour manipuler le sel. 3. Une fiole jaugée de 100 mL (indispensable pour la précision du volume). 4. Un entonnoir et un flacon de pissette d'eau distillée. La fiole jaugée est l'instrument clé de la précision.
Exercice 7 : On ajoute 300 mL d'eau à 100 mL d'une solution de sirop. Par quel facteur F la solution a-t-elle été diluée ?
Correction :
Volume initial V_mère = 100 mL. Volume final V_fille = 100 + 300 = 400 mL. Facteur F = V_fille / V_mère. Calcul : 400 / 100 = 4. La solution a été diluée 4 fois.
Exercices — Niveau Difficile
Exercice 8 : On veut préparer 200 mL d'une solution fille à 2 g/L à partir d'une solution mère à 10 g/L. Quel volume de solution mère doit-on prélever ?
Correction :
On utilise la conservation de la masse : Cm_m × V_m = Cm_f × V_f. 10 × V_m = 2 × 200. 10 × V_m = 400. V_m = 400 / 10 = 40. Il faut prélever 40 mL de solution mère.
Exercice 9 : La solubilité du sel dans l'eau est de 360 g/L. Que se passe-t-il si on essaie de dissoudre 40 g de sel dans 100 mL d'eau ?
Correction :
Calculons la masse maximale pour 100 mL (0,1 L) : m_max = 360 × 0,1 = 36 g. Comme on essaie d'en mettre 40 g, on dépasse la limite. La solution sera saturée et il restera 4 g de sel non dissous au fond du récipient.
Exercice 10 : On mélange 100 mL d'une solution à 10 g/L avec 100 mL d'une solution du même soluté à 20 g/L. Quelle est la concentration finale du mélange ?
Correction :
1. Masse dans la 1ère solution : m1 = 10 × 0,1 = 1 g. 2. Masse dans la 2ème solution : m2 = 20 × 0,1 = 2 g. 3. Masse totale m_tot = 1 + 2 = 3 g. 4. Volume total V_tot = 100 + 100 = 200 mL = 0,2 L. 5. Concentration finale : Cm = 3 / 0,2 = 15. La concentration finale est de 15 g/L.
Attention : Lors d'une dilution, n'oublie pas que le volume final (V_fille) est égal au volume prélevé (V_mère) PLUS le volume d'eau ajouté !
Bilan et conseils
Ce qu'il faut retenir : Travailler sur les solutions aqueuses demande de la rigueur sur les volumes. La dissolution crée une solution à partir d'un solide, la dilution diminue la concentration d'un liquide existant. Retiens bien la formule Cm = m/V et ses variantes !
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