Concentration molaire L’unité mmol/L ou 10¦–3 mol¦.¦L–1 utilisée dans l’expression des résultats de la prise de sang correspond à un rapport de grandeurs : quantité de matière. volume Ce rapport est appelé concentration molaire. La concentration molaire C (exprimée en mol.L–1) d’une solution est le rapport entre la quantité de matière n (exprimée en mol) de soluté et le volume V (exprimé en L) de la solution. quantité de matière de soluté C (mol . L−1) = volume total de la solution n (mol) = V (L) Ainsi, la concentration molaire en ions calcium indiquée dans la prise de sang vaut 2,26 mmol/L, c’est-à-dire 0,00226 mol/L ou 2,26.10¦–3 mol¦.¦L–1.
Relation entre concentration molaire et concentration massique Tu connais maintenant deux expressions différentes de la concentration des solutions : la concentration massique (γ) et la concentration molaire (C). Établissons la relation entre γ et C. L’expression de la concentration massique est : m γ= V Sachant que m = n¦.¦M, l’expression de γ devient, n. M γ= V Puisque C =
n , la relation entre γ et C est donc : V γ = C.M ou C =
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Le diagramme ci-dessous visualise la façon de procéder pour convertir γ en C, et inversement : Concentration massique de la solution γ (g.L–1)
÷ M (g.mol-1) . M (g.mol-1)
Concentration molaire de la solution C (mol.L-1)
Ainsi, lors du dosage des ions calcium, dont les résultats figurent sur le protocole de la prise de sang, le chimiste, ou plus probablement le système informatique qui gère les analyses, a dû transformer des mg/dL en mmol/L. Voici une méthode, basée sur l’utilisation de formules, que tu peux suivre pour réaliser ce calcul. Établissons un tableau reprenant les données, les inconnues, les formules, et, après avoir découvert la procédure à suivre, cherchons la solution pas à pas : Données
Inconnue
V = 1 dL = 0,1 L γ (Ca2+) = 9 mg/dL = 0,09 g.L–1
C (Ca2+)
Formule C=
γ M
Procédure 1. Pour calculer la concentration molaire C, utilise la formule suivante : γ C= M La concentration massique étant fournie dans les données, il suffit donc de connaître M. 2. Pour calculer la masse molaire M, utilise le tableau de Mendeléev. Solution La résolution s’effectue en 2 étapes inversées par rapport à la procédure : 1. Calcul de la masse molaire de l’ion Ca2+ (la masse molaire de l’ion est la même que celle de l’atome car il n’y a que 2 électrons, de masse négligeable, de différence) : M (Ca2+) = 40,08 g¦.¦mol–1 2. Calcul de la concentration molaire : C = 0,09 (g¦.¦L–1) / 40,08 (g¦.¦mol–1) C = 2,25¦.¦10¦–3 mol¦.¦L–1 = 2,25 mmol/L La concentration en ions Ca2+ est de 2,25 mmol . L–1.
γ M
UAA3 La réaction chimique : approche quantitative
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