Ch08 – Solutions aqueuses et concentration

Exercices | Première Bac Pro ERA-MA – Groupement 3

Dernière mise à jour : 26 juillet 2026, 02:02

🎯 Objectifs du chapitre cliquer pour développer

Distinguer solvant, soluté et solution
Calculer une quantité de matière : \(n = \dfrac{m}{M}\)
Calculer une concentration molaire : \(C = \dfrac{n}{V}\) et une concentration en masse : \(C_m = \dfrac{m}{V}\)
Réaliser une dissolution et une dilution
Comprendre le principe du titrage et le point d'équivalence

Rappels du cours

\(n = \dfrac{m}{M}\) (quantité de matière en mol)
\(C = \dfrac{n}{V}\) (concentration molaire en mol/L) — \(C_m = \dfrac{m}{V}\) (concentration en masse en g/L)
\(C_m = C \times M\)
Dilution : \(C_1 V_1 = C_2 V_2\)
Titrage à l'équivalence : \(C_A V_A = C_B V_{B,\text{éq}}\)

Exercices guidés pas à pas

Exercice 1-1 Calculer une quantité de matière Socle

On a 11,7 g de sel de cuisine (NaCl). La masse molaire de NaCl est \(M = 58{,}5\) g/mol.

a) Écris la formule : \(n = \dfrac{\ldots}{\ldots}\)

b) Remplace par les valeurs : \(n = \dfrac{\ldots}{\ldots} = \ldots\) mol

c) Combien de moles de NaCl a-t-on ?

Mes calculs :

Correction S1
a) \(n = \dfrac{m}{M}\)
b) \(n = \dfrac{11{,}7}{58{,}5} = 0{,}20\) mol
c) On a 0,20 mol de NaCl.

Exercice 1-2 Calculer une concentration Socle

On dissout 20 g de sucre puis on complète avec de l'eau pour obtenir 500 mL de solution.

a) Convertis le volume en litres : 500 mL = … L

b) Calcule la concentration en masse : \(C_m = \dfrac{m}{V} = \dfrac{\ldots}{\ldots} = \ldots\) g/L

c) Si on double la quantité de sucre (40 g) dans le même volume, la concentration sera-t-elle plus grande ou plus petite ? Calcule-la.

Mes calculs :

Correction S2
a) 500 mL = 0,500 L
b) \(C_m = \dfrac{20}{0{,}500} = 40\) g/L
c) Plus grande. \(C_m = \dfrac{40}{0{,}500} = 80\) g/L (la concentration est doublée).

Exercice 1-3 Dilution guidée Socle

Un menuisier doit diluer un produit de traitement du bois. Le produit commercial a une concentration \(C_1 = 100\) g/L. Il veut obtenir 1 L de solution à \(C_2 = 25\) g/L.

a) Écris la formule de dilution : \(C_1 \times V_1 = \ldots \times \ldots\)

b) Remplace : \(100 \times V_1 = 25 \times \ldots\)

c) Calcule \(V_1\) : \(V_1 = \dfrac{\ldots}{\ldots} = \ldots\) L

d) Quel volume d'eau faut-il ajouter ?

Mes calculs :

Correction S3
a) \(C_1 \times V_1 = C_2 \times V_2\)
b) \(100 \times V_1 = 25 \times 1\)
c) \(V_1 = \dfrac{25}{100} = 0{,}25\) L = 250 mL
d) Volume d'eau : \(1 - 0{,}25 = 0{,}75\) L = 750 mL

Exercices d'application

Exercice 2-1 Préparation d'une teinture pour bois Standard

Un ébéniste prépare une teinture à l'eau pour teinter un meuble en hêtre. Pour le modèle de l'exercice, le colorant A est un soluté pur de masse molaire \(M = 150\) g/mol. Il en dissout 15 g puis complète avec de l'eau jusqu'à un volume final de solution de 750 mL.

a) Calcule la quantité de matière de pigment dissoute.
b) Calcule la concentration molaire de la solution.
c) Calcule la concentration en masse.
d) Vérifie la relation \(C_m = C \times M\).

Mes calculs :

Correction exercice 2-1
a) \(n = \dfrac{m}{M} = \dfrac{15}{150} = 0{,}10\) mol

b) \(C = \dfrac{n}{V} = \dfrac{0{,}10}{0{,}750} = 0{,}133\) mol/L

c) \(C_m = \dfrac{m}{V} = \dfrac{15}{0{,}750} = 20\) g/L

d) \(C \times M = 0{,}133 \times 150 = 20\) g/L = \(C_m\) ✓

Exercice 2-2 Dilution d'un vernis Standard

Un menuisier agenceur utilise un vernis polyuréthane à diluer avant pulvérisation. Le vernis concentré contient 400 g/L de résine. La fiche technique recommande une concentration de 100 g/L pour la pulvérisation au pistolet.

a) Calcule le facteur de dilution.
b) Pour obtenir 2 L de vernis prêt à l'emploi, quel volume de vernis concentré faut-il prélever ?
c) Quel volume de diluant faut-il ajouter ?
d) Si l'artisan utilise par erreur 800 mL de vernis concentré au lieu de la bonne quantité, quelle sera la concentration obtenue ?

Mes calculs :

Correction exercice 2-2
a) \(f = \dfrac{C_1}{C_2} = \dfrac{400}{100} = 4\) (dilution au quart)

b) \(C_1 \times V_1 = C_2 \times V_2\)
\(400 \times V_1 = 100 \times 2\)
\(V_1 = \dfrac{200}{400} = 0{,}50\) L = 500 mL

c) \(V_{\text{diluant}} = V_2 - V_1 = 2 - 0{,}50 = 1{,}50\) L

d) \(C_2 = \dfrac{C_1 \times V_1}{V_2} = \dfrac{400 \times 0{,}800}{2} = 160\) g/L
La concentration serait de 160 g/L au lieu de 100 g/L → le vernis serait trop épais et donnerait un aspect coulé.

Exercice 2-3 Dosage d'un produit de traitement Standard

Un technicien d'agencement contrôle la concentration d'un bain de traitement antifongique pour du bois. Pour le modèle de l'exercice, l'espèce active est un acide monoprotique noté AH. Il prélève 25 mL de la solution et la dose par une solution d'hydroxyde de sodium (NaOH) à 0,050 mol/L. La réaction support, totale et de proportion 1:1, est \(\mathrm{AH + OH^- \rightarrow A^- + H_2O}\). Le virage de l'indicateur coloré a lieu pour un volume versé de 18,5 mL.

a) Identifie : solution titrée et solution titrante.
b) Écris la relation à l'équivalence.
c) Calcule la concentration molaire de la solution de traitement.
d) La fiche technique recommande une concentration comprise entre 0,030 et 0,040 mol/L. Le bain est-il conforme ?

Mes calculs :

Correction exercice 2-3
a) Solution titrée : le produit de traitement (concentration inconnue). Solution titrante : NaOH à 0,050 mol/L.

b) \(C_A \times V_A = C_B \times V_{B,\text{éq}}\)

c) \(C_A \times 25 = 0{,}050 \times 18{,}5\)
\(C_A = \dfrac{0{,}050 \times 18{,}5}{25} = \dfrac{0{,}925}{25} = 0{,}037\) mol/L

d) 0,030 ≤ 0,037 ≤ 0,040 → oui, le bain est conforme.

Exercices d'approfondissement

Exercice 3-1 Préparation de solutions étalons Approfondissement

Pour réaliser un dosage, un technicien de laboratoire doit préparer une gamme étalon de 5 solutions de NaCl à partir d'une solution mère à 0,50 mol/L. Les concentrations souhaitées sont : 0,40 ; 0,30 ; 0,20 ; 0,10 et 0,05 mol/L. Le volume final de chaque solution est 100 mL.

a) Calcule le volume de solution mère à prélever pour chaque solution fille.
b) Présente les résultats dans un tableau.
c) Calcule la concentration en masse de chaque solution (M(NaCl) = 58,5 g/mol).

Mes calculs :

Correction A1
a) et b) \(V_1 = \dfrac{C_2 \times V_2}{C_1} = \dfrac{C_2 \times 0{,}100}{0{,}50}\)

Solution	\(C_2\) (mol/L)	\(V_1\) (mL)	Compléter à 100 mL (écart en mL)	\(C_m\) (g/L)
S1	0,40	80	20	23,4
S2	0,30	60	40	17,6
S3	0,20	40	60	11,7
S4	0,10	20	80	5,85
S5	0,05	10	90	2,93

c) \(C_m = C \times M\). Par exemple pour S1 : \(0{,}40 \times 58{,}5 = 23{,}4\) g/L.

Exercice 3-2 Contrôle qualité d'un bain de décapage Approfondissement

Dans le laboratoire de contrôle qualité d'un atelier de restauration, un technicien analyse un bain acide modélisé par une solution d'acide chlorhydrique (HCl). Les manipulations réelles exigent une hotte, des équipements de protection et un protocole adapté ; l'exercice porte uniquement sur les calculs. Le bain initial est préparé à partir d'une solution commerciale à 37 % en masse (\(\rho = 1{,}19\) kg/L, M(HCl) = 36,5 g/mol).

a) Calcule la concentration en masse de la solution commerciale (en g/L).
b) Calcule la concentration molaire de la solution commerciale.
c) L'artisan prépare 5 L de bain à 2 mol/L. Quel volume de solution commerciale doit-il prélever ?
d) Après utilisation, il dose 50 mL du bain usagé par de la soude (NaOH) à 1,0 mol/L. Le virage a lieu pour 68 mL de soude versée. Calcule la concentration résiduelle en HCl.
e) Le bain est-il encore utilisable si la concentration minimale efficace est de 1,0 mol/L ?

Mes calculs :

Correction A2
a) La solution contient 37 % en masse de HCl. Pour 1 L de solution :
Masse de 1 L : \(m = \rho \times V = 1{,}19 \times 1 = 1{,}19\) kg = 1 190 g
Masse de HCl : \(m_{\text{HCl}} = 0{,}37 \times 1\,190 = 440{,}3\) g
\(C_m = 440{,}3\) g/L

b) \(C = \dfrac{C_m}{M} = \dfrac{440{,}3}{36{,}5} \approx 12{,}06\) mol/L

c) \(C_1 V_1 = C_2 V_2\)
\(12{,}06 \times V_1 = 2 \times 5\)
\(V_1 = \dfrac{10}{12{,}06} \approx 0{,}829\) L ≈ 829 mL

d) \(C_A \times V_A = C_B \times V_{B,\text{éq}}\)
\(C_A \times 50 = 1{,}0 \times 68\)
\(C_A = \dfrac{68}{50} = 1{,}36\) mol/L

e) 1,36 mol/L > 1,0 mol/L → oui, le bain est encore utilisable.

Exercice 3-3 Problème de synthèse : formulation d'une lasure Approfondissement

Un fabricant de mobilier prépare une lasure (protection bois pour l'extérieur) en mélangeant trois composants dans un solvant aqueux :

Fongicide A : 5 g dans 500 mL de solution → concentration \(C_{m,A}\)
Pigment B : 0,02 mol dans 200 mL de solution → concentration \(C_B\)
Résine C : 80 g/L, volume prélevé : 300 mL

M(B) = 250 g/mol. Le volume final de lasure est 2 L.

a) Calcule \(C_{m,A}\) et la masse de fongicide dans les 500 mL.
b) Calcule \(C_B\) en mol/L et la concentration en masse correspondante.
c) Calcule la masse de résine C prélevée.
d) Calcule la masse totale de soluté dans les 2 L de lasure.
e) Calcule la concentration en masse totale de la lasure.

Mes calculs :

Correction A3
a) \(C_{m,A} = \dfrac{5}{0{,}500} = 10\) g/L. Masse dans 500 mL : 5 g.

b) \(C_B = \dfrac{n}{V} = \dfrac{0{,}02}{0{,}200} = 0{,}10\) mol/L
\(C_{m,B} = C_B \times M = 0{,}10 \times 250 = 25\) g/L
Masse de B : \(m_B = C_{m,B} \times V = 25 \times 0{,}200 = 5\) g

c) \(m_C = C_{m,C} \times V = 80 \times 0{,}300 = 24\) g

d) \(m_{\text{total}} = 5 + 5 + 24 = 34\) g

e) \(C_m = \dfrac{34}{2} = 17\) g/L