Diluer en seconde : conserver le soluté, choisir la verrerie

Une solution contient un soluté dissous dans un solvant. Sa concentration en masse indique la masse de ce soluté par volume de solution. Pour préparer une solution, on peut partir d’un solide que l’on dissout, ou d’une solution déjà disponible que l’on dilue. Les deux chemins conduisent à un mélange homogène, mais ne commencent pas avec le même matériel ni la même information.

Lors d’une dissolution, on pèse une masse de soluté, puis on prépare un volume final de solution. Lors d’une dilution, on prélève un volume de solution mère, puis on ajoute du solvant pour obtenir la solution fille. On n’ajoute pas une nouvelle masse de soluté : celle du prélèvement se répartit dans un volume final plus grand. La fille est donc moins concentrée.

Attention au périmètre : la masse conservée est celle du soluté dans le prélèvement, pas celle contenue dans tout le flacon de mère. Le reste de la mère n’entre pas dans la fille. La masse totale de la solution, elle, augmente quand on ajoute du solvant. Les calculs supposent un soluté stable, sans perte, réaction ni précipitation, et une solution homogène.

On note C₀ la concentration de la mère, V₀ le volume prélevé, C₁ la concentration de la fille et V₁ son volume final. La masse de soluté apportée est C₀V₀. Après préparation, cette même masse vaut C₁V₁. On obtient donc C₀V₀ = C₁V₁. La relation ne contient pas le volume d’eau ajouté : V₁ est mesuré sur la préparation finale, après mélange.

Pour préparer un volume final fixé, la fiole jaugée sert de repère. Le prélèvement de mère peut être mesuré avec une pipette jaugée de capacité adaptée, équipée d’un dispositif de pipetage. La pipette délivre une prise ; la fiole contient le volume final. Un bécher facilite les transferts, mais sa graduation approximative ne remplace pas automatiquement la verrerie choisie pour une mesure précise.

Le choix se fait après le calcul. Si vous avez besoin de 20 mL de mère et de 200 mL de fille, retenez une prise de 20 mL et une fiole de 200 mL. Si la prise calculée n’existe pas parmi les pipettes jaugées disponibles, il faut revoir le matériel ou le protocole avec l’enseignant ; n’inventez pas une capacité.

Les gestes au laboratoire suivent un protocole adapté aux produits et à la verrerie. Le volume jaugé dépend de la température de référence du matériel. La lecture du ménisque se fait à hauteur de l’œil selon la nature du liquide ; l’homogénéisation finale est indispensable. Ce cours entraîne la préparation du raisonnement, sans certifier un geste expérimental réalisé.

On dispose d’une mère à 20 g/L et on veut préparer 200 mL de fille à 2 g/L. Dans ce modèle, le soluté reste entièrement dissous et le transfert ne perd pas de matière.

1. Identifier la masse recherchée. Le volume final vaut 0,200 L. La fille doit contenir 2 × 0,200 = 0,400 g de soluté.

2. Trouver le prélèvement. Chaque litre de mère contient 20 g de soluté. Il faut donc 0,400/20 = 0,020 L, soit 20 mL de mère.

3. Choisir le couple. Une pipette jaugée de 20 mL et une fiole jaugée de 200 mL conviennent à cette prise unique, si elles sont disponibles et adaptées au protocole.

4. Contrôler. La concentration est divisée par 10, et le volume final est dix fois celui du prélèvement. La masse 0,400 g est identique des deux côtés du bilan.

On complète jusqu’à 200 mL de solution. Dire « ajouter 200 mL d’eau » décrit une autre opération. On ne calcule pas systématiquement un volume d’eau par simple soustraction : les volumes peuvent ne pas être additifs et l’ajustement final donne précisément le volume recherché.

Sur le premier dessin, les points représentent symboliquement une même masse de soluté ; ils ne représentent pas des particules visibles. Le chemin « dissolution » commence par une pesée. Le chemin « dilution » commence par une prise de mère. Dans les deux cas, le dernier repère porte sur le volume final de solution.

Sur le second dessin, le prélèvement est une portion du flacon initial. La relation relie cette portion à la fille, pas à toute la mère. Le texte sous la fiole rappelle que le solvant augmente le volume sans apporter de soluté supplémentaire dans le modèle.

Pour vérifier votre propre schéma, entourez le système étudié à chaque étape, indiquez les concentrations avec leur unité et distinguez V₀ de V₁. Deux nombres sans légende ne suffisent pas. Les récipients sont schématiques : leur largeur dessinée ne sert pas à mesurer les volumes.