La concentration molaire d’une espèce chimique dans une solution est la quantité de cette espèce (en mol) dissoute dans un litre de solution.
Si l’espèce chimique considérée a pour formule A, sa concentration dans une solution se note par la lettre A entre crochets : [A]. Si nA est le nombre de moles de l’espèce A dans un volume V de solution, on a :
Avec nA en moles (mol); V en litre (L) et [A] en moles par litre (molL-1).
18.3 Electroneutralité d’une solution
Lorsqu’on dissout un solide ionique dans l’eau, la solution obtenue contient toujours les deux espèces d’ions (+ et -) de la structure ordonnée du solide. Dans une telle solution, il y a autant de charges (+) que de charge (-). On dit qu’elle est électriquement neutre.
L’équation qui traduit cette propriété est l’équation d’électroneutralité.
Établissons cette équation pour la solution de chlorure de cuivre (II) ci-dessus :
- Cette solution contient des ions cuivre Cu2+ et des ions chlorure Cl– .
Chaque ion Cu2+ porte une charge positive (+2e).
Donc le nombre de moles de charge (+) en solution est : nq+ = 2nCu2+.
- Chaque ion Cl– porte une charge négative (-e), et le nombre de moles de charge (-) en solution est : nq- = nCl-.
La solution étant électriquement neutre
n(q+)=n(q-) soit :
2n Cu2+=nCl- (18.2)
or :
nCu2+ = [C u2+ ]V
et nCl- = [C l -]V.
(18.2) devient. 2[Cu2+]·V = [Cl-]·V .
En divisant les deux membres de l’égalité par V, nous obtenons l’équation d’électroneutralité pour la solution de chlorure de cuivre (II) : 2[Cu2+] = [Cl-]
équation que vérifient les valeurs numériques trouvées.
Généralisation
Soit une solution contenant les ions; Mm+, Nn+,..., Xx–, Yy–,... L’équation d’électroneutralité de cette solution s’écrit :
m[Mm+] + n[Nn+] + ... = x[Xx- ] + y [Yy- ] + ...