Comment préparer des solutions chimiques

Coécrit par Bess Ruff, MA

Vous pouvez facilement préparer des solutions chimiques élémentaires à la maison et au laboratoire, et de différentes manières. Que vous vouliez les obtenir à partir d'un composé en poudre ou en diluant un autre liquide, sachez qu’il est possible de déterminer les doses correctes de chaque substance et solution à utiliser. Lorsque vous manipulez des produits chimiques, assurez-vous également d’utiliser des équipements de protection individuelle afin d'éviter toutes blessures.

Partie 1

Partie 1 sur 4:
Utiliser le pourcentage du rapport poids/volume

1
Trouvez la concentration en pourcentage entre le poids et le volume. La concentration d'une solution exprimée en pourcentage indique simplement le nombre de parties de soluté présentes dans 100 parties de solution. Par exemple, en poids, une solution à 10 % en poids contient 10 grammes de la substance dissoute dans 100 millilitres de la solution ^{[1]
X
Source de recherche}.
- Par exemple, en volume, une solution à 23 % en volume contient 23 millilitres d'un composé liquide dans 100 millilitres de la solution.
2
Déterminez le volume de la solution que vous voulez préparer. Pour déterminer la masse requise du composé, il faut dans un premier temps déterminer le volume total de la solution que vous voulez obtenir, qui à son tour est défini par la dose dont vous avez besoin pour effectuer votre tâche, la fréquence à laquelle vous avez l'intention d'utiliser la solution et sa stabilité dans le temps.
- Par exemple, supposons que vous souhaitez préparer une solution de chlorure de sodium (NaCl) à 5 % dans 500 ml d'eau.
- Si la solution doit être renouvelée à chaque utilisation, il suffit de préparer la quantité dont vous avez besoin à ce moment-là.
- Si votre solution est stable à long terme, vous pouvez obtenir un plus grand volume à stocker pour une utilisation future.
3
Calculez le nombre de grammes nécessaire pour faire la solution. Pour calculer cette valeur afin d'obtenir une concentration donnée, utilisez la formule suivante : # grammes = (pourcentage désiré) (volume désiré / 100 ml). Le pourcentage doit être exprimé en grammes et le volume en millilitres ^{[2]
X
Source de recherche}.
- Par exemple, supposons que vous souhaitez préparer une solution de chlorure de sodium à 5 % dans 500 ml d'eau.
- # grammes = (5)(500 ml / 100 ml) = 25 g.
- Si le chlorure de sodium est déjà sous forme liquide, ajoutez 25 ml de NaCl au lieu de 25 g du mélange en poudre et soustrayez ce volume du volume total. En d'autres termes, versez 25 ml de NaCl liquide dans 475 ml d'eau.
4
Pesez votre composé. Après avoir calculé la masse désirée, vous devez la peser. Sur une balance étalonnée, posez une nacelle de pesée et remettez-la à zéro. Pesez la quantité nécessaire de la substance en grammes et mettez-la de côté.
- Dans l'exemple ci-dessus, vous devez peser 25 grammes de chlorure de sodium.
- Avant de continuer à préparer la solution, veillez à nettoyer les résidus de poudre dans la nacelle de pesée.
5
Diluez le soluté dans la quantité appropriée de solvant. Sauf indication contraire, le composé est habituellement dilué ou dissout dans l'eau. À l'aide d'une éprouvette graduée (ou d'un instrument similaire), mesurez la quantité de liquide désirée. Mélangez le soluté (dans notre exemple la poudre) dans le liquide jusqu'à ce qu'il se dissolve complètement ^{[3]
X
Source de recherche}.
- Par exemple, mélangez 25 g de chlorure de sodium et 500 ml d'eau pour obtenir une solution à 5 %.
- N'oubliez pas que si vous diluez un composé liquide, il faudra soustraire le volume de liquide ajouté du volume total : 500 ml - 25 ml = 475 ml d'eau.
- Étiquetez le récipient en indiquant à la fois la concentration et le nom du composé : 1,5 M NaCl.
Publicité

Partie 2

Partie 2 sur 4:
Préparer une solution molaire

1
Déterminez le poids moléculaire du composé utilisé. Le poids moléculaire est exprimé en grammes/mole (g/mol) et est indiqué sur la bouteille du produit chimique utilisée. Si cette valeur n'est pas indiquée sur le contenant, vous pouvez faire une petite recherche en ligne pour la retrouver ^{[4]
X
Source de recherche}.
- Par exemple, le poids moléculaire du chlorure de sodium (NaCl) est égal à 58,44 g/mol.
- Le poids moléculaire d'un composé représente la masse d'une mole en grammes du composé lui-même.
2
Déterminez le volume de la solution requise en litres. Il est très facile de préparer 1 litre de solution, car la molarité est exprimée en mole par litre (mol/l). Cependant, la dose de solvant peut varier légèrement en fonction de l'utilisation prévue de la solution. Vous devez utiliser le volume final du liquide pour calculer le nombre de grammes requis pour la préparation de la solution molaire ^{[5]
X
Source de recherche}.
- Par exemple, il est nécessaire de préparer 50 millilitres de solution avec une concentration molaire de 0,75 NaCl.
- Pour convertir une donnée en millilitres en litres, divisez-la par 1 000 et obtenez 0,05 litre.
3
Calculez le nombre de grammes nécessaire. Pour calculer cette valeur, vous devriez utiliser l'équation suivante : nombre de grammes = (volume désiré) (molarité désirée) (poids moléculaire). N'oubliez pas que le volume désiré doit être exprimé en litres, la molarité en mole par litre et le poids moléculaire en grammes par mole ^{[6]
X
Source de recherche}.
- Par exemple, si vous voulez préparer 50 millilitres d'une solution molaire de NaCl à 0,75 molaire (poids moléculaire : 58,44 g/mol), il est possible de déterminer le nombre de grammes de chlorure de sodium nécessaire.
- # grammes = 0,05 l * 0,75 mol/l * 58,44 g/mol = 2,19 grammes NaCl.
- Après simplification des unités de mesure, il ne devrait rester que les grammes du composé.
4
Pesez votre composé. Sur une balance correctement calibrée, pesez la masse du composé nécessaire. Posez une nacelle de pesée sur la balance et remettez-la à zéro. Ajoutez le composé dans la nacelle jusqu'à obtenir la masse désirée.
- Par exemple, pesez 2,19 g de NaCl.
- N'oubliez pas de nettoyer la balance quand vous aurez fini de l'utiliser.
5
Diluez la poudre dans la quantité appropriée de solvant. La plupart des solutions seront diluées dans l'eau sauf indication contraire. Le volume de liquide doit être égal au volume utilisé pour calculer la masse du soluté. Mélangez le soluté dans le solvant jusqu'à ce que la poudre soit complètement dissoute.
- Par exemple, à l'aide d'une éprouvette graduée ou d'un instrument de mesure similaire, mesurez 50 millilitres d'eau et essayez d'y dissoudre 2,19 g de NaCl.
- Mélangez bien jusqu'à ce que la poudre soit complètement dissoute.
- Étiquetez le récipient en indiquant à la fois la molarité et le nom du composé pour pouvoir identifier facilement la solution à l'avenir.
Publicité

Partie 3

Partie 3 sur 4:
Diluer des solutions de concentrations connues

1
Déterminez la concentration de chaque solution. Quand on dilue des solutions, il est important de connaitre la concentration de la solution mère et de la solution que vous souhaitez obtenir. Cette méthode est appropriée pour diluer des solutions très concentrées ^{[7]
X
Source de recherche}.
- Supposons que vous vouliez préparer 75 ml d'une solution avec une concentration de 1,5 M NaCl à partir d'une solution initiale avec une concentration de 5 M. En d'autres termes, la solution initiale a une concentration de 5 M et vous voulez la diluer à 1,5 M.
2
Déterminez le volume de la solution à préparer. Vous devez également connaitre la quantité de liquide que vous voulez obtenir. Vous devrez calculer la quantité de la solution de travail qui sera nécessaire pour diluer la solution mère jusqu'à l'obtention de la concentration et du volume requis ^{[8]
X
Source de recherche}.
- L'exemple décrit ci-dessus consiste à préparer 75 ml d'une solution ayant une concentration en NaCl de 1,5 M à partir d'une solution de 5 M, auquel cas le volume final est de 75 ml.
3
Calculez le volume de solution concentré à ajouter à la solution finale. Pour ce processus, vous devez utiliser la formule suivante : V₁C₁=V₂C₂, avec V₁ le volume initial de la solution et C1 sa concentration, V₂ est le volume final que vous voulez obtenir et C₂ la concentration désirée ^{[9]
X
Source de recherche}.
- L'exemple décrit ci-dessus consiste à préparer 75 ml d'une solution ayant une concentration en NaCl de 1,5 M à partir d'une solution de 5 M, auquel cas le volume final est de 75 ml.
- Pour calculer le volume requis du liquide initial, vous devez modifier la disposition des termes et résoudre l'équation V₁: V₁ = (V₂C₂)/C₁
- V₁ = (V₂C₂)/C₁ = (0,075 l * 1,5 M) / 5M = 0,0225 l.
- Convertissez la valeur en litres en millilitres, en la multipliant par mille : 22,5 ml.
4
Soustrayez le volume de la solution initiale du volume final prévu. Lors de la dilution de la solution mère, vous devez vous assurer d'obtenir votre volume final. En soustrayant le volume de la solution de base à ajouter, vous vous assurez que la dilution est effectuée correctement.
- Dans notre exemple, vous devez obtenir une solution finale de 75 ml en ajoutant 22,5 ml de liquide à diluer. Ainsi on obtient 75 - 22,5 = 52,5 ml. Ce volume représente la quantité de la solution de dilution à utiliser.
5
Ajoutez le volume de la solution mère à celui de la solution de dilution. Avec une éprouvette graduée, ou un appareil de mesure similaire, mesurez le volume de la solution mère et additionnez-le avec le volume de la solution de dilution.
- En utilisant le même exemple, mesurez 22,5 ml de la solution initiale avec une concentration de 5 M de NaCl et versez 52,5 ml d'eau. Mélangez de sorte à obtenir une solution homogène.
- Étiquetez le récipient en indiquant à la fois la concentration et le nom du composé : 1,5 M NaCl.
- Souvenez-vous que si vous diluez un acide dans l'eau, il est important de toujours ajouter l'acide à l'eau, et non l'inverse.
Publicité

Partie 4

Partie 4 sur 4:
Utiliser des mesures de sécurité appropriées

1
Utilisez des équipements de protection individuelle. Lorsque vous manipulez des produits chimiques et des solutions agressives, il est essentiel que votre corps soit protégé de tout dommage. Le port d'une blouse de laboratoire, de chaussures fermées, de protecteurs oculaires et de gants est très important.
- Portez une blouse de laboratoire en matériau ininflammable.
- Les lunettes de sécurité doivent être munies d'écrans latéraux qui protègent les yeux contre les éclaboussures sur le visage.
2
Travaillez dans un endroit bien ventilé. Des gaz volatils peuvent se former lors du mélange des solutions et se diffuser dans l'air. Certaines substances chimiques ne peuvent être contrôlées que sous une hotte de laboratoire. Si vous êtes à la maison, ouvrez les fenêtres et allumez un ventilateur pour assurer la circulation de l'air.
3
Ajoutez l'acide à l'eau, et non l'inverse. Lorsque vous diluez des acides forts, vous devriez toujours les verser dans l'eau et non l'inverse. La combinaison de ces deux substances génère une réaction exothermique (qui libère de la chaleur) et peut même déclencher une explosion si l'eau est ajoutée à l'acide ^{[10]
X
Source de recherche}.
- Passez en revue toutes les mesures de sécurité lorsque vous manipulez des solutions acides.
Publicité

Conseils

Faites des recherches avant de commencer cette expérience chimique. Le savoir, c'est le pouvoir !
Utilisez des produits ménagers dans la mesure du possible. N'essayez pas de faire quelque chose d'extraordinaire. Si vous craignez que les résultats de votre expérience puissent s’avérer dangereux, ce sera certainement le cas !

Avertissements

Ne mélangez jamais de l'ammoniaque avec de l'eau de Javel.
Si nécessaire, portez un équipement de protection, des lunettes de sécurité, un tablier en matières plastiques et des gants en néoprène.

Éléments nécessaires

Une balance mécanique ou électronique précise pour déterminer la masse. Par exemple, vous pouvez utiliser une balance de cuisine
Des équipements gradués en verre. Regardez dans le rayon des articles ménagers dans les grandes surfaces. Les équipements en verre se distinguent par une variété de formes et de tailles. Les articles en plastique transparent sont un excellent choix, mais ne supportent pas les températures élevées