Chapitre 8 – Solutions aqueuses et concentration

Première Bac Pro ERA-MA (Grpt 3) | Chimie – Solutions | Concentration et dilution

Dernière mise à jour : 10 juin 2026, 01:25

Objectifs du chapitre

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

Situation professionnelle — Préparation des produits de finition en atelier

Un ébéniste doit préparer plusieurs produits pour la finition d'un meuble en noyer : un vernis polyuréthane dilué à 30 %, une teinture aqueuse et un traitement fongicide. Chaque produit requiert un dosage précis. Comprendre les notions de concentration et de dilution est indispensable pour obtenir le rendu souhaité et respecter les prescriptions de sécurité.

1. Situation professionnelle

Contexte : Préparation d'un vernis de finition
Un ébéniste prépare un vernis polyuréthane dilué pour la finition d'un meuble en noyer. La fiche technique du produit indique de diluer le vernis concentré à 30 % dans un solvant approprié. Pour obtenir un rendu parfait, le respect des proportions est essentiel. La notion de concentration et de dilution est au coeur de cette opération quotidienne en atelier.

Dans les métiers du bois et de l'agencement, les solutions et concentrations interviennent régulièrement :

Dilution de vernis : ajuster la viscosité pour la pulvérisation
Préparation de teintures : doser les pigments dans un solvant pour obtenir la teinte souhaitée
Produits de traitement du bois : fongicides, insecticides à diluer selon les concentrations recommandées
Colles à bois : certaines colles sont livrées concentrées et doivent être diluées
Décapants : solutions acides ou basiques utilisées pour le décapage de finitions

2. Solutions aqueuses

2.1. Vocabulaire

Définition

Une solution est un mélange homogène (une seule phase) obtenu en dissolvant une ou plusieurs espèces chimiques dans un liquide
Le solvant est le liquide dans lequel on dissout (le constituant majoritaire)
Le soluté est l'espèce chimique dissoute (le constituant minoritaire)
Une solution aqueuse est une solution dont le solvant est l'eau

Exemples

Solution	Solvant	Soluté
Eau salée	Eau	Sel (NaCl)
Eau sucrée	Eau	Sucre (saccharose)
Vinaigre	Eau	Acide acétique
Teinture pour bois	Eau ou alcool	Pigments colorés

2.2. Dissolution

Définition La dissolution est l'opération qui consiste à dissoudre un soluté solide (ou liquide ou gazeux) dans un solvant pour obtenir une solution.

Lors d'une dissolution :

On pèse le soluté solide (balance)
On le place dans une fiole jaugée
On ajoute le solvant jusqu'au trait de jauge
On agite pour homogénéiser

2.3. Dilution

Définition La dilution est l'opération qui consiste à ajouter du solvant à une solution concentrée (solution mère) pour obtenir une solution moins concentrée (solution fille).

Attention Ne pas confondre dissolution (on dissout un solide dans un liquide) et dilution (on ajoute du solvant à une solution déjà existante).

Application

Un ébéniste prépare une teinture en dissolvant 12 g de pigment dans de l'eau pour obtenir 300 mL de solution. S'agit-il d'une dissolution ou d'une dilution ? Quel est le solvant ? Quel est le soluté ?

3. Quantité de matière et masse molaire

3.1. La mole

Définition La mole (symbole : mol) est l'unité de quantité de matière. Une mole contient \(6{,}022 \times 10^{23}\) entités (atomes, molécules, ions). Ce nombre est appelé nombre d'Avogadro (\(N_A\)).

3.2. Masse molaire

Définition La masse molaire \(M\) d'une espèce chimique est la masse d'une mole de cette espèce. Elle s'exprime en g/mol (ou g·mol⁻¹).

Masses molaires atomiques courantes :

Élément	Symbole	M (g/mol)
Hydrogène	H	1
Carbone	C	12
Azote	N	14
Oxygène	O	16
Sodium	Na	23
Chlore	Cl	35,5

Exemple : Masse molaire de NaCl
\(M(\text{NaCl}) = M(\text{Na}) + M(\text{Cl}) = 23 + 35{,}5 = 58{,}5\) g/mol

3.3. Relation masse – quantité de matière

Quantité de matière
\[ n = \frac{m}{M} \]

\(n\) : quantité de matière, en mol
\(m\) : masse du soluté, en g
\(M\) : masse molaire, en g/mol

4. Concentration

4.1. Concentration molaire

Concentration molaire
\[ C = \frac{n}{V} \]

\(C\) : concentration molaire, en mol/L (ou mol·L⁻¹)
\(n\) : quantité de matière de soluté, en mol
\(V\) : volume de solution, en L

4.2. Concentration en masse

Concentration en masse
\[ C_m = \frac{m}{V} \]

\(C_m\) : concentration en masse, en g/L (ou g·L⁻¹)
\(m\) : masse de soluté, en g
\(V\) : volume de solution, en L

Propriété Relation entre les deux concentrations :
\[ C_m = C \times M \] La concentration en masse est le produit de la concentration molaire par la masse molaire.

Application

Un menuisier prépare 500 mL d'une solution de traitement du bois en dissolvant 7,45 g de NaCl (M = 58,5 g/mol). Calculer la concentration en masse C_m et la concentration molaire C.

Exemple : Préparation d'une solution de sel
On dissout 5,85 g de NaCl dans 500 mL d'eau.

Quantité de matière : \(n = \dfrac{m}{M} = \dfrac{5{,}85}{58{,}5} = 0{,}10\) mol

Concentration molaire : \(C = \dfrac{n}{V} = \dfrac{0{,}10}{0{,}500} = 0{,}20\) mol/L

Concentration en masse : \(C_m = \dfrac{m}{V} = \dfrac{5{,}85}{0{,}500} = 11{,}7\) g/L

Vérification : \(C_m = C \times M = 0{,}20 \times 58{,}5 = 11{,}7\) g/L ✓

5. Dilution

5.1. Principe

Lors d'une dilution, la quantité de soluté ne change pas : on ajoute seulement du solvant. La quantité de matière de soluté est conservée.

Relation de dilution
\[ C_1 \times V_1 = C_2 \times V_2 \]

\(C_1\), \(V_1\) : concentration et volume de la solution mère (concentrée)
\(C_2\), \(V_2\) : concentration et volume de la solution fille (diluée)

Définition Le facteur de dilution \(f\) est le rapport entre la concentration initiale et la concentration finale : \[ f = \frac{C_1}{C_2} = \frac{V_2}{V_1} \]

Application

Un ébéniste doit préparer 1 L d'une solution de vernis à 100 g/L à partir d'un vernis concentré à 500 g/L. Quel volume de vernis concentré doit-il prélever ?

Méthode Réaliser une dilution

Calculer le volume \(V_1\) de solution mère à prélever : \(V_1 = \dfrac{C_2 \times V_2}{C_1}\)
Prélever ce volume avec une pipette jaugée
Le verser dans une fiole jaugée de volume \(V_2\)
Compléter avec le solvant jusqu'au trait de jauge
Boucher et agiter pour homogénéiser

Exemple professionnel : Dilution d'un produit de traitement du bois
Un menuisier doit préparer 2 L d'une solution de traitement fongicide à 50 g/L. Le produit commercial est à 200 g/L.

\(C_1 \times V_1 = C_2 \times V_2\)
\(200 \times V_1 = 50 \times 2\)
\(V_1 = \dfrac{100}{200} = 0{,}5\) L

Il faut prélever 0,5 L de produit concentré et compléter avec de l'eau jusqu'à 2 L.

6. Titrage

6.1. Principe

Définition Un titrage (ou dosage) est une technique qui permet de déterminer la concentration inconnue d'une solution à l'aide d'une réaction chimique avec une solution de concentration connue (solution titrante).

6.2. Point d'équivalence

Définition Le point d'équivalence est atteint lorsque les réactifs ont été introduits dans les proportions stoechiométriques. À ce point, la quantité de matière du réactif titrant ajouté est exactement celle nécessaire pour réagir avec tout le réactif titré.

Le point d'équivalence peut être repéré par :

Un changement de couleur d'un indicateur coloré
Un changement brusque de pH (suivi pH-métrique)
Un changement de conductivité (suivi conductimétrique)

Au point d'équivalence (pour une réaction 1:1)
\[ C_A \times V_A = C_B \times V_{B,\text{éq}} \]

\(C_A\), \(V_A\) : concentration et volume de la solution à doser
\(C_B\), \(V_{B,\text{éq}}\) : concentration de la solution titrante et volume versé à l'équivalence

Exemple : Dosage d'un acide
On dose 20 mL d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration inconnue \(C_A\) par une solution de soude de concentration \(C_B = 0{,}10\) mol/L. Le virage de l'indicateur coloré se produit pour un volume versé de 15 mL.

Au point d'équivalence : \(C_A \times V_A = C_B \times V_{B,\text{éq}}\)
\(C_A \times 20 = 0{,}10 \times 15\)
\(C_A = \dfrac{1{,}5}{20} = 0{,}075\) mol/L

7. Résumé du chapitre

Formules essentielles

Grandeur	Formule	Unités
Quantité de matière	\(n = \dfrac{m}{M}\)	mol (m en g, M en g/mol)
Concentration molaire	\(C = \dfrac{n}{V}\)	mol/L
Concentration en masse	\(C_m = \dfrac{m}{V}\)	g/L
Relation C et C_m	\(C_m = C \times M\)	—
Dilution	\(C_1 V_1 = C_2 V_2\)	mêmes unités
Titrage (équivalence)	\(C_A V_A = C_B V_{B,\text{éq}}\)	mêmes unités

À connaître par cœur : \(n = \dfrac{m}{M}\) et \(C = \dfrac{n}{V}\) (ainsi que la définition de \(C_m\)). Les relations de dilution et de titrage sont fournies en évaluation.

8. Erreurs fréquentes

❌

Confondre dissolution et dilution
Lors d'une dissolution, on dissout un solide (ou un gaz) dans un solvant. Lors d'une dilution, on ajoute du solvant à une solution déjà préparée. Ces deux opérations ne se réalisent pas de la même façon.
Conseil : dissolution = solide + solvant ; dilution = solution concentrée + solvant supplémentaire.

❌

Oublier de convertir le volume en litres
Utiliser V = 500 mL dans \(C = n/V\) au lieu de V = 0,500 L donne une concentration 1 000 fois trop grande.
Conseil : toujours exprimer le volume en litres pour obtenir C en mol/L ou C_m en g/L.

❌

Croire que la dilution change la quantité de soluté
En diluant, on ajoute du solvant mais on ne change pas la quantité de soluté. La relation \(C_1 V_1 = C_2 V_2\) traduit la conservation de la quantité de soluté.
Conseil : lors d'une dilution, seule la concentration change, pas la quantité de soluté (les moles ou les grammes de soluté restent les mêmes).

❌

Confondre concentration molaire (mol/L) et concentration en masse (g/L)
Ces deux grandeurs s'expriment en unités différentes et ne peuvent pas être comparées directement. La relation \(C_m = C \times M\) permet de passer de l'une à l'autre.
Conseil : vérifier l'unité demandée dans l'énoncé avant de calculer.

Simulation interactive

Solutions chimiques et concentration