Comment calculer la molarité
La molarité, ce sont des moles de soluté par litre de solution. La formule est simple ; ce qu'on rate souvent, c'est passer des grammes aux moles, convertir les millilitres en litres et diluer jusqu'à une concentration cible. Voici chaque étape, résolue.
Trouvez la molarité (concentration) d'une solution à partir des moles de soluté et du volume.
La molarité est la façon la plus courante dont les chimistes décrivent la concentration d'une solution, et la calculer est simple dès que vous gardez deux choses en ordre : la quantité de substance dissoute, mesurée en moles, et le volume de toute la solution, mesuré en litres. La formule elle-même tient en une ligne. Ce qui déroute vraiment en cours et au labo, c'est de passer des grammes aux moles, de gérer les millilitres et de savoir diluer une solution mère jusqu'à la concentration voulue. Une calculatrice de molarité gratuite fait l'arithmétique, mais la méthode ci-dessous est ce qui donne du sens au résultat.
La formule de la molarité
La molarité, notée avec un M majuscule, est :
Molarité (mol/L) = moles de soluté ÷ litres de solution
Ainsi, une solution contenant 2 moles de soluté dans 1 litre a une molarité de 2 ÷ 1 = 2 mol/L, qu'on écrit en général 2 M et qu'on lit « deux molaire ». Deux détails se cachent dans cette phrase. Le soluté est ce que l'on dissout ; la solution est le soluté et le solvant réunis, donc le volume est le volume final du mélange, pas celui de l'eau de départ. Et le volume est en litres, ce qui compte parce que la verrerie est graduée en millilitres.
Comment calculer la molarité à partir des grammes
On vous donne rarement les moles directement. Le plus souvent, vous avez une masse en grammes et devez d'abord convertir. Moles = masse en grammes ÷ masse molaire en grammes par mole, où la masse molaire vient de la formule chimique (notre calculatrice de masse molaire la tire d'une formule comme NaCl ou H2SO4).
Exemple résolu : dissolvez 58,5 g de sel de table, NaCl, dans assez d'eau pour faire 1 litre de solution. La masse molaire du NaCl est de 58,44 g/mol, souvent arrondie à 58,5, donc 58,5 ÷ 58,5 = 1 mole. La molarité est 1 mole ÷ 1 litre = 1 M. Si vous aviez plutôt dissous 117 g de NaCl dans un litre, cela fait 117 ÷ 58,5 = 2 moles, soit 2 M.
Le chemin inverse est tout aussi courant : pour préparer une molarité cible, il vous faut les grammes, alors isolez masse = molarité × litres × masse molaire. Pour 2 litres de NaCl 0,5 M, cela fait 0,5 × 2 × 58,44 = environ 58,4 g, que vous dissolvez et complétez jusqu'à 2 litres.
Gérer les millilitres
Les volumes de labo arrivent en millilitres, et la molarité a besoin de litres, alors convertissez d'abord en divisant par 1 000. Supposons que vous dissolviez 0,5 mole d'une substance dans 250 mL de solution. Ce volume fait 250 ÷ 1 000 = 0,25 litre, donc la molarité est 0,5 ÷ 0,25 = 2 M. Oublier de convertir les millilitres est l'erreur de molarité la plus courante, et elle décale le résultat d'un facteur 1 000, donc une vérification délibérée à chaque fois en vaut la peine.
Diluer jusqu'à une molarité cible
Souvent vous avez déjà une solution mère concentrée et il vous en faut une plus faible. La relation est l'équation de dilution, C1V1 = C2V2, où C est la concentration et V le volume. Les moles de soluté ne changent pas quand on ajoute du solvant, donc la concentration multipliée par le volume reste constante.
Exemple résolu : vous avez une mère de 5 M et voulez 500 mL de solution 0,5 M. Isolez V1, le volume de mère qu'il vous faut : V1 = C2V2 ÷ C1 = (0,5 × 500) ÷ 5 = 50 mL. Vous mesurez donc 50 mL de la mère de 5 M et ajoutez du solvant jusqu'à un volume final de 500 mL. Ajoutez toujours la solution concentrée au solvant et complétez jusqu'au volume final, plutôt que de deviner l'eau, car c'est le volume final de la solution qui définit la molarité.
Molarité, molalité et normalité
Un mot rapide sur les proches voisines, car les noms se brouillent. La molarité est en moles par litre de solution et est de loin la plus courante. La molalité est en moles par kilogramme de solvant, utilisée là où les changements de température modifient le volume, puisque la masse ne change pas avec la température. La normalité porte sur des unités réactives par litre et apparaît en chimie acide-base et redox. Pour la concentration de tous les jours, la molarité est celle qu'il vous faut, mais il est utile de savoir que les autres existent pour ne pas confondre les formules.
Erreurs courantes sur la molarité
- Prendre des millilitres pour des litres. Divisez d'abord les mL par 1 000. C'est l'erreur qui donne le plus souvent un résultat 1 000 fois trop grand.
- Mesurer le solvant, pas la solution. Le volume de la formule est le volume final du mélange, alors complétez jusqu'au trait plutôt que d'ajouter une quantité fixe d'eau.
- Sauter l'étape de la masse molaire. Les grammes ne sont pas des moles. Convertissez la masse en moles avec la masse molaire avant de diviser par le volume.
- Choisir la mauvaise équation pour diluer. Utilisez C1V1 = C2V2 pour les dilutions ; n'utilisez moles sur litres que lorsque vous connaissez directement les moles et le volume final.
Gardez les moles et les litres au clair, convertissez grammes et millilitres avant de diviser, et la molarité est un calcul d'une ligne. Quand vous voulez le vérifier instantanément, la calculatrice de molarité gratuite prend les moles et le volume et renvoie la concentration, et la calculatrice de masse molaire couvre l'étape des grammes aux moles depuis n'importe quelle formule chimique.
Questions fréquentes
Quelle est la formule de la molarité ?
La molarité est égale aux moles de soluté divisées par les litres de solution, en mol/L, noté M. Si vous avez une masse en grammes, convertissez d'abord en moles en divisant par la masse molaire, et si le volume est en millilitres, divisez par 1 000 pour obtenir des litres avant de calculer.
Comment trouver les moles à partir des grammes pour la molarité ?
Divisez la masse en grammes par la masse molaire en grammes par mole. La masse molaire vient de la formule chimique. Par exemple, 58,5 g de NaCl divisés par sa masse molaire de 58,5 g/mol font 1 mole, qui dans 1 litre donne une solution 1 M.
Comment calcule-t-on une dilution ?
Utilisez C1V1 = C2V2, où C est la concentration et V le volume. Les moles de soluté restent les mêmes quand on ajoute du solvant, alors isolez le volume de mère nécessaire puis complétez jusqu'au volume final. Pour 500 mL de 0,5 M à partir d'une mère de 5 M, il faut 50 mL de mère.
Quelle est la différence entre molarité et molalité ?
La molarité est en moles de soluté par litre de solution ; la molalité en moles de soluté par kilogramme de solvant. La molarité est bien plus courante, mais la molalité s'emploie quand les variations de température comptent, car la masse ne change pas avec la température, contrairement au volume.