Spé. Physique-Chimie · Terminale · cours rédigé et vérifié par Claryo, conforme au Bulletin officiel
Diluer une solution, c'est diminuer sa concentration en lui ajoutant du solvant, sans ajouter de soluté. La solution de départ, concentrée, est la solution mère ; la solution obtenue, moins concentrée, est la solution fille. Le principe fondamental est la conservation de la quantité de matière de soluté : puisqu'on n'ajoute que du solvant, la quantité de soluté prélevée dans la mère se retrouve intégralement dans la fille. On en déduit la relation de dilution C_0 V_0 = C_1 V_1, où V_0 est le volume de mère prélevé et V_1 le volume final de fille.
Le facteur de dilution F = C_0 / C_1 = V_1 / V_0 quantifie l'opération : une dilution au dixième correspond à F = 10. Pour réaliser une dilution précise, on utilise de la verrerie jaugée : une pipette jaugée (munie d'une propipette) pour prélever le volume exact de mère, et une fiole jaugée pour fixer le volume final. La verrerie graduée (éprouvette, bécher) est trop imprécise pour ce travail.
Les dilutions sont omniprésentes en chimie analytique : elles servent à préparer une gamme étalon pour tracer une droite d'étalonnage en spectrophotométrie, ou à ramener un échantillon trop concentré dans le domaine de validité de la loi de Beer-Lambert avant mesure.
Conservation de la matière : n_{\text{soluté}} = C_0 V_0 = C_1 V_1. Relation de dilution : C_0 V_0 = C_1 V_1 (mêmes unités de part et d'autre). Facteur de dilution : F = \dfrac{C_0}{C_1} = \dfrac{V_1}{V_0} (sans unité). Volume à prélever : V_0 = \dfrac{C_1 V_1}{C_0} = \dfrac{V_1}{F}.
Pour préparer une solution diluée : 1) calculer le volume de mère à prélever V_0 = C_1 V_1 / C_0 ; 2) vérifier qu'il correspond à une pipette jaugée disponible ; 3) décrire le protocole (pipette jaugée + propipette pour prélever, fiole jaugée pour le volume final, complément jusqu'au trait de jauge, homogénéisation). Toujours justifier le choix de la verrerie par la précision recherchée.
Ne jamais ajouter de soluté lors d'une dilution : seul le solvant change la concentration. Les volumes des deux membres de C_0 V_0 = C_1 V_1 doivent être dans la même unité. Le facteur de dilution est toujours supérieur à 1 (on dilue, donc on diminue la concentration). Ne pas confondre le volume prélevé V_0 et le volume final V_1. Utiliser de la verrerie jaugée, jamais graduée, pour une dilution précise.
On attend la relation de dilution, le calcul du volume à prélever et la description rigoureuse du protocole avec le matériel adapté. Sache justifier l'usage de verrerie jaugée. Les sujets relient souvent la dilution à un dosage spectrophotométrique : prépare-toi à diluer un échantillon trop concentré, puis à remonter à la concentration initiale en multipliant par le facteur de dilution. Sois précis sur les chiffres significatifs et les unités.