La concentration C en quantité de matière (en mol.L−1) d’une espèce chimique en solution est le quotient de la quantité de matière n de soluté (en mol) par le volume Vsolution de la solution : C=nVsolution.
La concentration en masse Cm de soluté (en g.L−1) s’obtient par la relation : Cm=C×M avec M masse molaire en g.mol−1.
On peut préparer une solution par :
- Dissolution : On calcule la masse de solide à dissoudre pour préparer une solution de concentration C et de volume Vsolution avec m=n×M=C×Vsolution×M.
- Dilution : Au cours d’une dilution, la quantité de matière de soluté prélevée dans la solution mère nmère est égale à la quantité de matière présente dans la solution fille nfille. On écrit nmère=nfille donc Cmère×Vmère=Cfille×Vfille. On définit les facteur de dilution F par F=CmèreCfille.
Dosage par étalonnage :
Le spectre de la lumière blanche est continu avec des radiations comprises entre 380 et 780 nm.
L’absorbance A (sans unité) d’une solution est une grandeur qui caractérise la capacité d’une solution colorée à absorber une partie de la lumière qui la traverse pour une longueur d’onde λ donnée. On mesure l’absorbance A d’une solution à l’aide d’une cuve placée dans un spectrophotomètre. On mesure A pour chaque longueur d’onde du visible et on trace A=f(λ). On obtient par exemple :
Le spectre d’absorption de la solution présente un maximum pour λ=530 nm. La couleur de la solution est donc la couleur complémentaire sur le cercle chromatique, soit magenta.
Pour une longueur d’onde λ donnée, l’absorbance d’une solution diluée de concentration C en espèce chimique colorée est donnée par la loi de Beer-Lambert :
A=ϵ×l×C
avec l : épaisseur de la solution traversée par la lumière en cm,
ϵ : coefficient d’absorption molaire en L.mol−1.cm−1
C : en mol.L−1.
On écrit souvent A=k×C (relation de proportionnalité entre l’absorbance et la concentration d’une solution donc A=f(C) donne une droite passant par l’origine.
Un dosage par étalonnage permet de déterminer la concentration en espèce chimique dans une solution en comparant son absorbance à celles de solutions étalons contenant la même espèce chimique et étant obtenues à partir de la dilution d’une solution mère de concentration connue. On mesure A de la gamme étalon obtenue, puis on trace A=f(C). On mesure l’absorbance de la solution à doser. Grâce à la courbe d’étalonnage, on lit la concentration de l’espèce chimique.