Calculateur de Molarité - Calculer la Concentration de Solution (mol/L)

Qu’est-ce que la molarité ?

La molarité est une façon de mesurer la quantité d'une substance dissoute dans un liquide. Elle est définie comme le nombre de moles de soluté par litre de solution, noté mol/L ou par le symbole M. Une solution portant la mention « 1 M » contient une mole de substance dissoute par litre.

Formule de la molarité

La molarité se calcule par une simple division :

$\text{Molarité (M)} = \frac{\text{Nombre de moles de soluté (mol)}}{\text{Volume de la solution (L)}}$

• Le nombre de moles de soluté est la quantité de substance dissoute, mesurée en moles.
• Le volume de la solution est le volume total du liquide une fois le soluté entièrement dissous, mesuré en litres.
• La molarité est le résultat, en moles par litre (mol/L), également appelé M.

Exemple détaillé

Dissoudre 2 moles de chlorure de sodium (NaCl) dans suffisamment d'eau pour obtenir 0,5 litres de solution donne :

$\text{Molarité} = \frac{2 \text{ mol}}{0.5 \text{ L}} = 4 \text{ M}$

La solution a une concentration de 4 moles par litre, notée 4 M.

Comment calculer la molarité à partir de grammes

Le soluté est souvent pesé en grammes plutôt que mesuré directement en moles. Une étape supplémentaire convertit les grammes en moles avant l'application de la formule de la molarité.

1. Déterminer la masse molaire du composé, en grammes par mole.
2. Diviser la masse, en grammes, par la masse molaire pour obtenir le nombre de moles.
3. Diviser le nombre de moles par le volume de la solution, en litres.

Exemple : 10 g de NaCl est dissous pour obtenir 500 mL (0,5 L) de solution.

• Masse molaire de NaCl : 22,99 + 35,45 = 58,44 g/mol
• Nombre de moles : 10 g ÷ 58,44 g/mol ≈ 0,171 mol
• Molarité : 0,171 mol ÷ 0,5 L ≈ 0,342 M

Fonctionnement de cette calculatrice

La calculatrice de cette page accepte deux données : la quantité de soluté en moles et le volume de la solution en litres. Elle divise le nombre de moles par le volume et affiche le résultat arrondi à quatre décimales.

Les deux valeurs saisies doivent être supérieures à zéro. Une valeur nulle ou négative dans l’un ou l’autre champ déclenche un message d’erreur au lieu d’un résultat, car une quantité négative de soluté ou un volume nul n’a aucun sens physique et rendrait la division indéfinie.

Préparer une solution de molarité connue

Les chimistes partent couramment d'une molarité cible pour déterminer la quantité de soluté à peser.

Exemple : Préparer 250 mL (0,25 L) d'une solution d'hydroxyde de sodium (NaOH) à 0,1 M.

1. Nombre de moles nécessaire = molarité × volume = 0,1 M × 0,25 L = 0,025 mol
2. Masse nécessaire = nombre de moles × masse molaire = 0,025 mol × 40 g/mol = 1 g
3. Dissoudre 1 g de NaOH dans l'eau, puis ajouter de l'eau jusqu'à ce que la solution atteigne exactement 250 mL.

Dilution d'une solution mère

Une solution mère concentrée peut être diluée jusqu'à une molarité plus faible à l'aide de l'équation M₁V₁ = M₂V₂, où M₁ et V₁ sont la concentration et le volume de la solution mère, et M₂ et V₂ sont la concentration et le volume souhaités après dilution.

Exemple : Préparer 500 mL d'une solution à 0,2 M à partir d'une solution mère à 2 M.

$V_1 = \frac{M_2 \times V_2}{M_1} = \frac{0.2 \text{ M} \times 0.5 \text{ L}}{2 \text{ M}} = 0.05 \text{ L} = 50 \text{ mL}$

Ajouter 50 mL de la solution mère à 2 M à suffisamment d'eau pour atteindre un volume total de 500 mL donne la concentration cible.

Molarité lors d'un titrage

Lors d'un titrage, une solution de concentration connue est ajoutée à une autre jusqu'à ce qu'une réaction soit achevée. La molarité relie les volumes mesurés à la quantité de substance qui réagit.

Exemple : 20 mL de NaOH à 0,1 M neutralisent 25 mL d'une solution de HCl de concentration inconnue.

1. Nombre de moles de NaOH utilisées : 0,1 M × 0,020 L = 0,002 mol
2. Le HCl et le NaOH réagissent selon un rapport 1:1 (HCl + NaOH → NaCl + H₂O), donc le nombre de moles de HCl = 0,002 mol.
3. Molarité du HCl = 0,002 mol ÷ 0,025 L = 0,08 M

Autres unités de concentration

La molarité est l'une des nombreuses façons d'exprimer une concentration. Chacune convient à des situations différentes.

Historique

L’idée d’une unité de comptage fixe pour les atomes et les molécules remonte à l’hypothèse formulée par Amedeo Avogadro en 1811, qui reliait le volume d’un gaz au nombre de particules. Les chimistes ont développé cette idée au cours du siècle suivant pour définir la mole, et la molarité est devenue la manière standard de décrire la concentration d’une solution une fois la mole adoptée comme unité de base du SI en 1971. En novembre 2018, la Conférence générale des poids et mesures a voté la redéfinition de la mole ainsi que d’autres unités du SI. La nouvelle définition fixe la constante d’Avogadro à exactement 6,02214076 × 10²³ par mole, au lieu de s’appuyer sur un étalon fondé sur la masse.

Foire aux questions

Quelle est la différence entre molarité et molalité ?

La molarité divise le nombre de moles de soluté par le nombre de litres de solution. La molalité divise le nombre de moles de soluté par le nombre de kilogrammes de solvant. Comme les liquides se dilatent légèrement lorsqu'ils sont chauffés, la molarité varie un peu avec la température, tandis que la molalité ne varie pas.

La molarité peut-elle être supérieure à 1 M ?

Oui. L'acide chlorhydrique concentré est à environ 12 M, et l'acide sulfurique concentré à environ 18 M. La molarité maximale possible dépend de la quantité de soluté qui peut se dissoudre dans le solvant à cette température.

Quelle est la molarité de l'eau pure ?

Environ 55,3 M. La masse volumique de l'eau à 25 °C est d'environ 997 g/L, et sa masse molaire est de 18,02 g/mol ; ainsi, 997 ÷ 18,02 ≈ 55,3 mol/L. Cette valeur est utilisée dans les calculs d'équilibre, car retirer une petite quantité d'eau d'un grand volume modifie à peine sa concentration.

La température a-t-elle une incidence sur la molarité ?

Légèrement. La plupart des liquides se dilatent lorsqu'ils se réchauffent ; une même quantité de soluté occupe donc un volume plus grand, ce qui réduit la molarité. La molalité n'est pas influencée par la température, car elle repose sur la masse et non sur le volume.

Comment la molarité est-elle utilisée lors d'un titrage ?

Lors d'un titrage, on mesure le volume d'une solution de molarité connue nécessaire pour réagir complètement avec une autre solution. Le rapport molaire de la réaction, obtenu à partir de l'équation chimique équilibrée, est ensuite utilisé pour calculer la molarité de la solution inconnue.

À combien de décimales cette calculatrice affiche-t-elle le résultat ?

Le résultat est affiché avec quatre décimales. Le nombre de chiffres réellement significatifs dépend de la précision du nombre de moles et du volume saisis ; un résultat ne doit pas être présenté avec davantage de chiffres significatifs que ne le permet la donnée la moins précise.

Références

1. International Bureau of Weights and Measures (BIPM). Resolution 3 of the 14th CGPM (1971): SI unit of amount of substance (mole). CGPM 1971 Resolution 3 — définit la mole et énonce "The mole is a base unit of the Système International d'Unités".
2. National Institute of Standards and Technology. Redefining the Mole. Redefining the mole — le 16 novembre 2018, des représentants de plus de 50 pays ont voté la redéfinition du SI, y compris de la mole.
3. International Bureau of Weights and Measures (BIPM). SI base unit: mole (mol). SI base unit: mole — une mole contient exactement 6,022 140 76 × 10²³ entités élémentaires, valeur fixée de la constante d’Avogadro.