S04 – Dilution en formulation : méthode et justification 📖⚓︎
Dilution – Facteur de dilution – Conservation de la matière
1️⃣ Qu'est-ce qu'une dilution ?⚓︎
🔹 Définition⚓︎
La dilution est une opération qui consiste à diminuer la concentration d'une solution en ajoutant du solvant.
🔹 Ce qui change et ce qui ne change pas⚓︎
| Grandeur | Après dilution |
|---|---|
| Volume de solution | Augmente (on ajoute du solvant) |
| Concentration | Diminue |
| Quantité de soluté (masse) | Reste constante |
📌 Important : On n'ajoute jamais de soluté lors d'une dilution, seulement du solvant.
2️⃣ Vocabulaire de la dilution⚓︎
| Terme | Définition | Notation |
|---|---|---|
| Solution mère | Solution initiale, concentrée | Cm, Vm |
| Solution fille | Solution obtenue après dilution, moins concentrée | Cf, Vf |
| Facteur de dilution | Nombre par lequel la concentration est divisée | F |
🔹 Schéma⚓︎
SOLUTION MÈRE SOLUTION FILLE
(concentrée) (diluée)
Cm, Vm + solvant Cf, Vf
●━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━►○
Concentration Ajouter du solvant Concentration
élevée (eau, généralement) faible
3️⃣ La relation de conservation⚓︎
🔹 Principe fondamental⚓︎
Lors d'une dilution, la quantité de soluté est conservée :
- Masse de soluté avant = Masse de soluté après
- mi = mf
🔹 Démonstration⚓︎
On sait que m = C × V, donc :
Comme mi = mf :
🔹 Signification des grandeurs⚓︎
| Grandeur | Signification | Unité |
|---|---|---|
| Cm | Concentration de la solution mère | g/L |
| Vm | Volume prélevé de solution mère | L ou mL |
| Cf | Concentration de la solution fille | g/L |
| Vf | Volume final de solution fille | L ou mL |
📌 Attention : Vm et Vf doivent être dans la même unité (tous les deux en mL ou tous les deux en L).
4️⃣ Le facteur de dilution⚓︎
🔹 Définition⚓︎
Le facteur de dilution (F) indique combien de fois la concentration est divisée :
🔹 Exemples⚓︎
| Expression | Facteur F | Signification |
|---|---|---|
| Dilution au 1/2 | 2 | Cf = Cm / 2 |
| Dilution au 1/5 | 5 | Cf = Cm / 5 |
| Dilution au 1/10 | 10 | Cf = Cm / 10 |
| Dilution au 1/100 | 100 | Cf = Cm / 100 |
🔹 Utilité⚓︎
Le facteur de dilution permet de : - Vérifier un calcul (deux façons de calculer F) - Exprimer simplement une dilution ("dilution 10 fois") - Planifier des dilutions successives
5️⃣ Calculer le volume à prélever⚓︎
🔹 Formule à utiliser⚓︎
Pour trouver Vm (volume de solution mère à prélever) :
🔹 Exemple⚓︎
Énoncé : Préparer 100 mL de solution à 20 g/L à partir d'une solution mère à 80 g/L.
Données : - Cm = 80 g/L - Cf = 20 g/L - Vf = 100 mL - Vm = ?
Calcul :
Vérification : - F = Cm / Cf = 80 / 20 = 4 - F = Vf / Vm = 100 / 25 = 4 ✓
Interprétation : Il faut prélever 25 mL de solution mère et compléter jusqu'à 100 mL avec du solvant.
6️⃣ Protocole de dilution⚓︎
🔹 Étapes⚓︎
PROTOCOLE DE DILUTION
1. CALCULER le volume Vm à prélever
2. PRÉLEVER Vm de solution mère avec une pipette jaugée adaptée
3. VERSER dans une fiole jaugée de volume Vf
4. AJOUTER du solvant jusqu'aux 2/3 environ
5. HOMOGÉNÉISER (agiter doucement)
6. COMPLÉTER avec du solvant jusqu'au trait de jauge
(ménisque tangent au trait)
7. BOUCHER et HOMOGÉNÉISER (retourner plusieurs fois)
8. ÉTIQUETER (nom, concentration, date)
🔹 Schéma du protocole⚓︎
Solution mère Pipette jaugée Fiole jaugée
(Cm) (Vm) (Vf)
│ │ │
│ Prélever Vm │ │
└────────────────────►│ │
│ Verser │
└───────────────────►│
│
Solvant │
│ Compléter │
└────────────────►│
│
Homogénéiser
│
▼
Solution fille
(Cf)
7️⃣ Dilutions successives (en cascade)⚓︎
🔹 Quand les utiliser ?⚓︎
Quand le facteur de dilution est très grand (F > 100), il est plus précis de faire plusieurs dilutions successives.
🔹 Principe⚓︎
Au lieu d'une seule dilution de facteur F, on fait plusieurs dilutions de facteurs plus petits :
🔹 Exemple⚓︎
Préparer une solution à 0,1 g/L à partir d'une solution à 100 g/L.
Facteur total : F = 100 / 0,1 = 1000
En une seule étape : Vm = 0,1 mL pour 100 mL → Trop imprécis !
En 3 étapes (dilutions au 1/10) :
100 g/L ──(F=10)──► 10 g/L ──(F=10)──► 1 g/L ──(F=10)──► 0,1 g/L
F = 10 × 10 × 10 = 1000 ✓
À chaque étape, Vm = 10 mL pour 100 mL → Plus précis !
8️⃣ Conseils pratiques⚓︎
🔹 Choix de la verrerie⚓︎
| Volume à prélever | Verrerie recommandée |
|---|---|
| < 1 mL | Micropipette |
| 1 – 25 mL | Pipette jaugée |
| > 25 mL | Pipette jaugée ou éprouvette graduée |
🔹 Règles de précision⚓︎
- Éviter de prélever des volumes < 5 mL (imprécis)
- Éviter des facteurs de dilution > 100 en une seule étape
- Toujours vérifier le calcul avec le facteur de dilution
9️⃣ À retenir pour l'épreuve E2⚓︎
✅ Formules essentielles⚓︎
| Formule | Utilisation |
|---|---|
| Cm × Vm = Cf × Vf | Relation de conservation |
| Vm = (Cf × Vf) / Cm | Calculer le volume à prélever |
| F = Cm / Cf = Vf / Vm | Facteur de dilution |
✅ Points clés⚓︎
- Diluer = ajouter du solvant (pas du soluté)
- La quantité de soluté est conservée
- Toujours vérifier avec le facteur de dilution
- Rédiger un protocole complet si demandé
✅ Erreurs à éviter⚓︎
| ❌ Erreur | ✅ Correction |
|---|---|
| Inverser Cm et Cf | Cm = mère (concentrée), Cf = fille (diluée) |
| Confondre Vm et Vf | Vm = prélevé, Vf = volume final |
| Oublier de compléter au trait | Le volume final doit être exact |
🔗 Lien avec 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