Chapitre 2 - Solutions électrolytiques et concentration

Dans ce chapitre, nous allons étudier les solutions électrolytiques, c’est-à-dire les solutions capables de conduire le courant électrique, ainsi que la notion de concentration qui permet de mesurer la quantité de soluté dissous dans une solution.

1. Solutions électrolytiques

Une solution électrolytique est une solution aqueuse qui conduit le courant électrique.

Cela est possible grâce à la présence d’ions en solution.

Les substances qui produisent des ions lorsqu’elles se dissolvent dans l’eau sont appelées électrolytes.

Exemples :

• 
  

  - sels (NaCl, KBr…),

  
  


• 
  

  - acides (HCl, H₂SO₄…),

  
  


• 
  

  - bases (NaOH, KOH…).

  
  

Les solutions qui ne contiennent pas d’ions (ex : eau distillée, sucre dissous) ne conduisent pas le courant.

2. Dissociation et ionisation

Lorsqu’un soluté électrolytique se dissout :

• 
  

  - les sels se dissocient en ions (ex : NaCl → Na⁺ + Cl⁻),

  
  


• 
  

  - les acides libèrent des ions H⁺,

  
  


• 
  

  - les bases libèrent des ions OH⁻.

  
  

- Plus une solution contient d’ions, meilleure est sa conductivité.

3. Conductivité électrique

La conductivité d’une solution mesure sa capacité à conduire le courant.

Elle dépend :

• 
  

  - de la nature des ions,

  
  


• 
  

  - de leur concentration,

  
  


• 
  

  - de la température.

  
  

Une solution très ionisée a une conductivité élevée.

4. Concentration d’une solution

La concentration en soluté dissous est donnée par la formule :

$$c=\frac{n}{\mathrm{V<span\; style="font-family:\; Nunito,\; "Segoe\; UI",\; arial;"></span>}}$$

où

c = concentration (mol/L)

n = quantité de matière (mol)

V = volume de la solution (L)

On peut aussi exprimer la concentration en masse :

$$C_m=\frac{m}{\mathrm{V<span\; style="font-family:\; Nunito,\; "Segoe\; UI",\; arial;"></span>}}$$

La concentration permet de savoir combien de soluté est dissous dans une certaine quantité de solution.

5. Dilution d’une solution

Diluer une solution consiste à ajouter de l’eau sans changer la quantité de soluté.

La concentration diminue selon la relation :

$$c_1{V}_1=c_2{V}_{\mathrm{2<span\; style="font-family:\; Nunito,\; "Segoe\; UI",\; arial;\; font-size:\; 14px;"></span>}}$$

Lors d’une dilution :

• 
  

  - le volume augmente,

  
  


• 
  

  - la concentration diminue,

  
  


• 
  

  - la conductivité diminue également (moins d’ions par litre).

  
  

6. Applications

Ces notions permettent :

• 
  

  - de préparer des solutions de concentration donnée,

  
  


• 
  

  - de comparer la conductivité de différentes solutions,

  
  


• 
  

  - d’identifier des solutions électrolytiques,

  
  


• 
  

  - d’étudier les ions présents dans un mélange.

  
  

À retenir

- Une solution électrolytique contient des ions et conduit l’électricité.
- La concentration mesure la quantité de soluté dans un volume donné.
- La dilution diminue la concentration mais ne change pas la quantité de soluté.
- La conductivité dépend directement de la présence et de la quantité d’ions.