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BOOST PHYSIQUE-CHIMIE - TITRE MASSIQUE ET DENSITÉ

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Titre massique et densité

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Titre massique et densité

 

Une solution peut être caractérisée par son titre massique et sa densité, indiqués généralement sur les flacons des solutions utilisées en chimie.

 

I. Titre massique

 

Le titre massique caractérisant une solution est noté $w.$ Il s’agit d’une grandeur sans unité évaluant le pourcentage de soluté présent dans la solution. Son expression est donc en pourcentage.

$w = \dfrac{m_{soluté}}{m_{solution}} \times 100$

Attention : il ne s’agit pas de la concentration, qui elle a une unité en $mol.L^{-1}.$ La masse de soluté ou de solution est exprimée en g ou kg : il faut que l’unité soit la même au numérateur et au dénominateur.

Exemple : Déboucheur pour évier soude 10 % (le pourcentage représente ici le titre massique).

 

II. Densité

 

La densité est liée à la masse volumique d’un liquide. Il s’agit de la masse d’un litre de liquide.

Pour rappel, la masse volumique est : $\rho = \dfrac{m}{V}$

Avec la masse $m$ en kg et $V$ en $m^3$ (unités du système international ou USI), même si l’on préfère dans des solutions travailler en litres L. La masse volumique va s’exprimer par conséquent en $kg.m^{-3}.$

 

Il faut faire attention avec les unités, $1 \ kg.m^{-3} = 1 \ g.L^{-1}$

 

À partir de la masse volumique $\rho$, on définit la densité des liquides.

La densité est par définition : $d = \dfrac{\rho}{\rho_{eau}}$

La densité est sans unité.

La masse volumique du liquide est en $kg.m^{-3}$, en $g.L^{-1}$ ou en $kg.L^-1.$ La masse volumique de l’eau doit être exprimée dans la même unité : $\rho_{eau} = 1 \ kg.L^{-1}$.

 

III. Exemple

 

On a une bouteille d’1,5 L de déboucheur pour évier contenant de la soude à 10 %. Le liquide a une densité $d = 1,2$. Quelle est la masse de soude contenue dans le déboucheur ?

 

Pour ce faire, on cherche dans un premier temps la masse de solution grâce à la densité. On calcule $\rho_d$ la masse volumique du liquide :

$\rho_d = d\times \rho_{eau} = 1,2 \times 1,0 \times 10^3 = 1,2 \times 10^3 \ g.L^{-1}$

Donc : $ m_d = \rho_d \times V_d$ avec $V_d = 1,5 \ L$

Et : $m_d = 1,2 \times 10^3 \times 1,5 = 1,8 \times 10^3 \ g$

 

On peut maintenant déterminer la masse de soude :

$m_s = \dfrac{m_d \times w}{100} = \dfrac{1,8 \times 10^3 \times 10}{100} = 1,8 \times 10^2 \ g$

 

On peut donc calculer la masse de soluté à partir du titre massique et de la densité indiquée sur le flacon.