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Vidéo de question : Calculer la molarité d’une solution à partir de la masse et du volume Chimie

Quelle est la molarité de la solution obtenue en dissolvant 21,5 g de sulfate de sodium (Na₂SO₄) dans suffisamment d’eau pour que le volume de la solution finale soit de 150 ml ? Donnez votre réponse à trois décimales près. [O = 16 g/mol, Na = 23 g/mol, S = 32 g/mol]

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Transcription de vidéo

Quelle est la molarité de la solution obtenue en dissolvant 21,5 grammes de sulfate de sodium, Na2SO4, dans suffisamment d’eau pour que le volume de la solution finale soit de 150 ml ? Donnez votre réponse à trois décimales près. La masse molaire de l’oxygène est de 16 grammes par mole, celle du sodium de 23 grammes par mole et celle du soufre de 32 grammes par mole.

La molarité, ou concentration molaire, est l’une des nombreuses façons d’exprimer la quantité de soluté présente dans une solution. Plus spécifiquement, la molarité exprime le nombre de moles de soluté par litre de solution. La molarité d’une solution peut être calculée en utilisant l’équation 𝑐 égale 𝑛 divisée par 𝑣, où 𝑐 est la molarité en moles par litre, 𝑛 est la quantité de soluté en moles et 𝑣 le volume de la solution en litres.

L’énoncé nous indique que 21,5 grammes de sulfate de sodium sont dissous dans l’eau pour former la solution. Puisque le sulfate de sodium est la substance dissoute, c’est donc le soluté de cette solution. La masse du soluté nous est donnée en grammes, mais nous avons besoin de la quantité de soluté en moles. On peut utiliser l’équation 𝑛 égale 𝑚 minuscule divisée par 𝑀 majuscule pour convertir la masse en grammes en une quantité en moles. Dans cette équation, 𝑛 est la quantité en moles, 𝑚 minuscule la masse en grammes et 𝑀 majuscule la masse molaire en grammes par mole. On connait déjà la masse, mais la masse molaire du sulfate de sodium ne nous a pas été donnée. On dispose de la masse molaire moyenne de l’oxygène, du sodium et du soufre. On peut se servir de ces valeurs pour calculer la masse molaire du sulfate de sodium.

Une unité de formule de sulfate de sodium est constituée de deux atomes de sodium, d’un atome de soufre et de quatre atomes d’oxygène. Chaque atome de sodium a une masse molaire moyenne de 23 grammes par mole. Ainsi, deux atomes de sodium auront une masse molaire moyenne de 46 grammes par mole. Un atome de soufre a une masse molaire moyenne de 32 grammes par mole. Et un atome d’oxygène a une masse molaire moyenne de 16 grammes par mole, donc quatre atomes d’oxygène auront une masse molaire moyenne de 64 grammes par mole. En additionnant ces masses molaires, on obtient la masse molaire du sulfate de sodium, soit 142 grammes par mole.

Maintenant, on peut remplacer les valeurs de la masse et de la masse molaire dans l’équation. L’unité gramme s’annulera, nous laissant avec l’unité mole. Le résultat de ce calcul est une quantité de 0,1514 mole. On connait maintenant la valeur de 𝑛 dans l’équation de molarité. L’énoncé nous indique que le volume de la solution est de 150 millilitres. Mais pour résoudre la molarité, le volume doit être exprimé en litres. On peut passer d’une unité de volume à l’autre en utilisant la relation un litre est égal à 1000 millilitres.

Pour effectuer la conversion, on peut multiplier les 150 millilitres de la question par cette relation écrite sous la forme d’une fraction avec les millilitres au dénominateur afin que les millilitres s’annulent. Ce calcul nous donne un volume de 0,15 litres. Maintenant que nous connaissons les valeurs de 𝑛 et 𝑣, nous pouvons calculer la molarité. En divisant 0,1514 mole par 0,15 litre, on obtient une molarité de 1,00939 mole par litre. L’énoncé nous demande d’arrondir notre réponse à trois décimales.

Ainsi, à trois décimales près, la molarité d’une solution obtenue en dissolvant 21,5 grammes de sulfate de sodium dans suffisamment d’eau pour former 150 millilitres de solution est de 1,009 mole par litre.

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