S04 – Dilution en formulation : méthode et justification 📝⚓︎
Dilution – Facteur de dilution – Conservation de la matière
En BTS MECP, on attend des réponses rédigées, justifiées et utilisant un vocabulaire scientifique précis. Un protocole de dilution doit être argumenté et vérifié.
🎯 Objectifs de la séance⚓︎
À l'issue de cette séance, vous serez capables de :
- définir ce qu'est une dilution et son intérêt
- calculer un facteur de dilution
- appliquer la relation de conservation Cm × Vm = Cf × Vf
- rédiger un protocole de dilution
- argumenter le choix d'une méthode de dilution
🧴 Pourquoi c'est important pour votre métier ?⚓︎
En institut ou en laboratoire cosmétique, vous serez confronté(e) à ces situations :
- Une solution mère est trop concentrée → Comment la diluer pour obtenir la concentration souhaitée ?
- Vous préparez une gamme étalon → Comment faire des dilutions successives ?
- Un actif est livré concentré à 50% → Comment préparer une solution de travail à 5% ?
- Un client a une peau sensible → Faut-il recommander un produit plus ou moins dilué ?
💡 Diluer, ce n'est pas "mettre de l'eau au hasard". C'est un calcul précis qui garantit la concentration finale. Une erreur de dilution peut rendre un produit inefficace ou dangereux !
👉 Cette séance vous permettra de maîtriser les calculs de dilution et de rédiger des protocoles rigoureux.
🧴 Situation professionnelle⚓︎
Vous travaillez dans un laboratoire de formulation cosmétique.
Vous disposez d'une solution mère de vitamine C concentrée à 100 g/L. Pour vos essais de formulation, vous devez préparer des solutions filles à différentes concentrations : 50 g/L, 20 g/L, 10 g/L.
« Comment préparer ces solutions diluées à partir de la solution mère ? Quels volumes utiliser ? »
📄 Documents fournis⚓︎
Document 1 – Vocabulaire de la dilution⚓︎
| Terme | Définition |
|---|---|
| Dilution | Opération qui consiste à diminuer la concentration d'une solution en ajoutant du solvant |
| Solution mère | Solution initiale, concentrée (notée avec l'indice "i" pour initiale) |
| Solution fille | Solution obtenue après dilution, moins concentrée (notée avec l'indice "f" pour finale) |
| Facteur de dilution (F) | Nombre par lequel la concentration est divisée lors de la dilution |
Document 2 – Principe de conservation de la matière⚓︎
Lors d'une dilution, on n'ajoute que du solvant (pas de soluté). La quantité de soluté reste constante.
Avant dilution : masse de soluté = m Après dilution : masse de soluté = m (identique !)
Conséquence mathématique :
| Grandeur | Signification | Unité |
|---|---|---|
| Cm | Concentration initiale (solution mère) | g/L |
| Vm | Volume prélevé de solution mère | L (ou mL) |
| Cf | Concentration finale (solution fille) | g/L |
| Vf | Volume final de solution fille | L (ou mL) |
Document 3 – Le facteur de dilution⚓︎
Le facteur de dilution (F) indique combien de fois la concentration est divisée :
Exemples : - Dilution au 1/10 (ou "dilution 10 fois") : F = 10 → Cf = Cm / 10 - Dilution au 1/2 (ou "dilution 2 fois") : F = 2 → Cf = Cm / 2 - Dilution au 1/100 : F = 100 → Cf = Cm / 100
Document 4 – Protocole type d'une dilution⚓︎
PROTOCOLE DE DILUTION
1. Calculer le volume Vm à prélever (formule)
2. Prélever Vm de solution mère avec une pipette jaugée
3. Verser dans une fiole jaugée de volume Vf
4. Compléter avec du solvant jusqu'au trait de jauge
5. Homogénéiser (retourner plusieurs fois)
6. Étiqueter la solution fille (concentration, date)
Schéma :
Solution mère Fiole jaugée Solution fille
(Cm) (Vf) (Cf)
│ │ │
│ Prélever Vm │ Compléter avec │
│ ──────────────────► │ solvant │
│ │ ─────────────────► │
│ │
Homogénéiser
🔬 Travail 1 – Comprendre la dilution⚓︎
1.1 – Vrai ou Faux⚓︎
Indiquez si les affirmations sont vraies ou fausses :
| Affirmation | V/F | Si faux, correction |
|---|---|---|
| Diluer, c'est ajouter du soluté | ||
| Après dilution, la concentration diminue | ||
| Après dilution, la quantité de soluté diminue | ||
| Le facteur de dilution F = 10 signifie que Cf = Cm / 10 |
1.2 – Sens physique⚓︎
1. Une solution mère a une concentration Cm = 100 g/L. On effectue une dilution au 1/5 (F = 5).
Quelle sera la concentration finale Cf ?
2. Expliquez avec vos mots pourquoi la quantité de soluté reste constante lors d'une dilution :
🧮 Travail 2 – Calculer un volume à prélever⚓︎
🎯 Compétence E2 : Mobiliser – Utiliser la relation Cm × Vm = Cf × Vf
Situation⚓︎
On dispose d'une solution mère de glycérine à Cm = 200 g/L. On veut préparer Vf = 100 mL d'une solution fille à Cf = 50 g/L.
Quel volume Vm de solution mère faut-il prélever ?
Résolution guidée⚓︎
D – Données⚓︎
Complétez : - Cm = _ g/L (solution mère) - Cf = _ g/L (solution fille souhaitée) - Vf = _ mL (volume final souhaité) - Vm = ? (volume à prélever)
U – Unités⚓︎
Les concentrations sont en g/L ✓ Les volumes peuvent rester en mL (même unité des deux côtés) ✓
C – Calcul⚓︎
On utilise la relation de conservation : Cm × Vm = Cf × Vf
On isole Vm :
I – Interprétation⚓︎
Complétez la phrase :
Pour préparer 100 mL de solution à 50 g/L à partir d'une solution mère à 200 g/L, il faut prélever _ mL de solution mère et compléter avec du solvant jusqu'à 100 mL.
Vérification par le facteur de dilution⚓︎
1. Calculez le facteur de dilution :
2. Vérifiez avec l'autre formule :
3. Les deux valeurs de F sont-elles égales ? ☐ Oui ☐ Non
📋 Travail 3 – Rédiger un protocole complet⚓︎
🎯 Compétence E2 : Communiquer – Rédiger un protocole
Situation⚓︎
Vous devez préparer 250 mL d'une solution de niacinamide à 20 g/L à partir d'une solution mère à 100 g/L.
Étape 1 : Calcul préliminaire⚓︎
Calculez le volume Vm à prélever :
Étape 2 : Rédaction du protocole⚓︎
Rédigez le protocole complet en 5-6 étapes :
1. _____________
2. _____________
3. _____________
4. _____________
5. _____________
6. _____________
🔄 Travail 4 – Dilutions successives⚓︎
🎯 Compétence E2 : Interpréter – Analyser une série de dilutions
Situation : Préparation d'une gamme étalon⚓︎
Pour un dosage spectrophotométrique, on prépare une gamme de 5 solutions à partir d'une solution mère à Cm = 100 g/L.
| Solution | Concentration souhaitée (Cf) | Volume final (Vf) | Volume à prélever (Vm) |
|---|---|---|---|
| S1 | 50 g/L | 50 mL | |
| S2 | 20 g/L | 50 mL | |
| S3 | 10 g/L | 50 mL | |
| S4 | 5 g/L | 50 mL | |
| S5 | 2 g/L | 50 mL |
Questions⚓︎
1. Complétez la colonne "Volume à prélever (Vm)" pour chaque solution.
Calculs :
S1 : Vm =
S2 : Vm =
S3 : Vm =
S4 : Vm =
S5 : Vm =
2. Pour la solution S5 (2 g/L), le volume à prélever est très faible. Quel problème cela pose-t-il en pratique ?
3. Proposez une solution pour préparer S5 de manière plus précise (indice : dilution en cascade).
📊 Travail 5 – Exercice niveau E2⚓︎
🎯 Compétence E2 : Argumenter – Justifier un choix de méthode
Situation professionnelle⚓︎
Un technicien doit préparer 500 mL d'une solution de tensioactif à 5 g/L pour un test de moussage.
Il dispose de deux solutions mères : - Solution A : 50 g/L - Solution B : 500 g/L
Questions⚓︎
1. Calculez le volume à prélever pour chaque solution mère :
Avec la solution A (50 g/L) :
Avec la solution B (500 g/L) :
2. Calculez le facteur de dilution pour chaque cas :
- FA = Cm / Cf = _ / _ = _
- FB = Cm / Cf = _ / _ = _
3. Argumentez : Quelle solution mère conseillez-vous d'utiliser ? Justifiez en 3-4 lignes (pensez à la précision de la manipulation).
🚀 Travail 6 – Approfondissement (pour aller plus loin)⚓︎
⚡ Ce travail est facultatif.
Dilution en cascade (ou dilution successive)⚓︎
Quand le facteur de dilution est très grand (ex : F = 1000), on procède en plusieurs étapes.
Exemple : Préparer une solution à 0,1 g/L à partir d'une solution à 100 g/L (F = 1000)
Méthode : Faire 3 dilutions successives au 1/10
100 g/L ──(F=10)──► 10 g/L ──(F=10)──► 1 g/L ──(F=10)──► 0,1 g/L
Facteur total : F = 10 × 10 × 10 = 1000 ✓
Application⚓︎
On veut préparer 100 mL d'une solution à 0,5 g/L à partir d'une solution mère à 50 g/L.
1. Calculez le facteur de dilution total :
2. Proposez une méthode en 2 dilutions successives pour atteindre ce facteur :
- 1ère dilution : de _ g/L à _ g/L (F₁ = _)
- 2ème dilution : de _ g/L à _ g/L (F₂ = _)
- Vérification : F₁ × F₂ = _ × _ = _ ✓
✍️ Synthèse personnelle (entraînement E2 – 5 à 7 lignes)⚓︎
🎯 Compétence E2 : Communiquer
Rédigez un court paragraphe expliquant comment préparer une solution diluée à partir d'une solution mère.
Votre synthèse doit contenir : - La définition de la dilution - La relation de conservation utilisée - Les étapes clés du protocole
Mots obligatoires à placer : dilution – solution mère – solution fille – facteur de dilution – Cm × Vm = Cf × Vf – prélever – compléter
🏆 Mes réussites aujourd'hui⚓︎
Avant de passer à l'auto-évaluation, prenez un moment pour reconnaître vos progrès !
Cochez ce que vous avez réussi à faire :
| Réussite | ✓ |
|---|---|
| J'ai compris que diluer = ajouter du solvant (pas du soluté) | ☐ |
| J'ai compris que la quantité de soluté reste constante | ☐ |
| J'ai su utiliser la formule Cm × Vm = Cf × Vf | ☐ |
| J'ai su calculer un facteur de dilution | ☐ |
| J'ai su rédiger un protocole de dilution | ☐ |
| J'ai su argumenter le choix d'une méthode | ☐ |
💡 Chaque case cochée est une victoire ! La dilution est une compétence pratique que vous utiliserez en TP et en entreprise.
✅ Auto-évaluation⚓︎
Avant de rendre votre travail, vérifiez :
| Critère | ✓ |
|---|---|
| J'ai identifié Cm, Cf, Vm, Vf avant de calculer | ☐ |
| J'ai utilisé la bonne formule (Cm × Vm = Cf × Vf) | ☐ |
| J'ai vérifié mes résultats avec le facteur de dilution | ☐ |
| Mes protocoles sont rédigés en étapes claires | ☐ |
| J'ai argumenté mes choix de méthode | ☐ |
| J'ai rédigé ma synthèse avec les mots obligatoires | ☐ |
🔗 Pour la suite de la progression⚓︎
Dans la séance suivante (S05 – TP1), vous mettrez en pratique :
- La dissolution (préparer une solution mère)
- La dilution (préparer des solutions filles)
- L'échelle de teinte (exploiter visuellement les concentrations)
🔧 Outils méthodologiques associés⚓︎
➡️ Fiche méthode 02 – Calculer et interpréter une concentration
➡️ Fiche méthode 04 – Choisir et justifier une dilution
📺 Pour réviser en vidéo⚓︎
🎬 Réaliser une dilution – Unisciel – 4 min Protocole complet avec explication des calculs.
🎬 Facteur de dilution – Explication – 3 min Comprendre ce que signifie "dilution au 1/10".
🎬 Solution mère, solution fille – 5 min Vocabulaire et méthode de préparation.
💡 Conseil : Regardez la vidéo sur le protocole avant le TP1 pour vous familiariser avec la manipulation !