🧂 Dissolution, concentration en masse et saturation
Une cuillère de sel dans un verre d'eau : elle disparaît. Dix cuillères : elles disparaissent aussi… mais pas toutes ! Ajoute du soluté dans deux fioles jaugées, regarde-le se dissoudre (ou pas), et découvre pourquoi une petite fiole peut avoir exactement la même couleur qu'une grande.
🧪 Mode d'emploi : règle les curseurs (à droite, ou sous l'animation sur téléphone), lance avec ▶, observe les mesures et relève les 🎯 défis. Le bouton ⛶ agrandit l'animation, idéal sur téléphone à l'horizontale.
Ce que tu vois
- Le soluté tombe au fond puis disparaît peu à peu : il se disperse dans l'eau. Plus on agite, plus il se dissout vite, mais il n'en dissout pas plus.
- Deux fioles de volumes différents, avec la même concentration Cm, ont la même teinte et autant d'entités dissoutes dans la loupe : la concentration ne dépend pas de la taille du récipient.
- Sur le graphique, Cm monte en ligne droite (pente 1/V) puis se bloque sur un plateau : c'est la concentration maximale Cm,max, la même pour les deux fioles.
- Au-delà de la masse mmax = Cm,max × V, le solide en trop reste au fond : la solution est saturée et le mélange devient hétérogène.
- Le diiode est très peu soluble dans l'eau (0,29 g/L) : quelques dixièmes de gramme suffisent à saturer une grande fiole.
Expériences à faire
- Quelle masse de sel faut-il peser pour préparer 250 mL d'une solution à 20 g/L ? Vérifie avec l'animation.
- Double le volume de la fiole B sans changer mB : que devient Cm ? Et la couleur avec le sulfate de cuivre ?
- Calcule la masse de sel qui sature une fiole de 100 mL, puis ajoute 1 g de plus : que vois-tu au fond ?
- Avec le permanganate, cherche le plus petit volume dans lequel 20 g se dissolvent entièrement.
- Avec « ✏️ Mon soluté », entre la concentration maximale donnée par un exercice et vérifie ta réponse.
La chimie derrière l'animation
- Concentration en masse d'un soluté : Cm = msoluté / Vsolution (m en g, V en L, Cm en g/L). Pour préparer une solution : m = Cm × V.
- Dissolution : on pèse le soluté, on l'introduit dans une fiole jaugée, on ajoute du solvant, on agite, puis on complète jusqu'au trait de jauge.
- Un solvant ne peut pas dissoudre une quantité illimitée de soluté : au-delà de la concentration maximale Cm,max (qui dépend du soluté, du solvant et de la température), la solution est saturée.
- Valeurs à 20 °C, par litre de solution : sel 317 g/L (soit 359 g par kg d'eau, la valeur qu'on lit souvent arrondie à 360), sucre ≈ 890 g/L, sulfate de cuivre 204 g/L, permanganate de potassium 62 g/L, diiode 0,29 g/L.
- Ne pas confondre : la masse volumique ρ = m/V concerne toute la solution, la concentration en masse Cm = msoluté/Vsolution ne concerne que le soluté.
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