Exercices — Les solutions : dissolution et solubilité

1. Le soluté est l’espèce dissoute : le sel. Le solvant est le liquide qui dissout : l’eau. La solution est le mélange homogène obtenu : l’eau salée.

2. Lors d’une dissolution, la masse se conserve :

$m_{\text{solution}} = m_{\text{solvant}} + m_{\text{soluté}} = 250 + 15 = 265\ \text{g}$

3. Non, le sel n’a pas disparu, il est simplement devenu invisible :

• la solution a un goût salé, preuve que le sel est toujours présent ;
• la masse totale vaut bien 265 g, soit exactement la somme des masses de départ : rien ne s’est perdu.

Réflexe à retenir : dissoudre n’est pas faire disparaître. Le soluté est dispersé dans le solvant à l’échelle microscopique, mais toute sa masse est encore là.

1. La concentration en masse est la masse de soluté dissous par litre de solution :

$C_m = \dfrac{m}{V}$

avec $m$ en $\text{g}$, $V$ en $\text{L}$ et $C_m$ en $\text{g/L}$.

2. On applique la formule :

$C_m = \dfrac{30}{0{,}60} = 50\ \text{g/L}$

3. On réarrange la relation pour isoler la masse :

$m = C_m \times V = 110 \times 0{,}20 = 22\ \text{g}$

Un seul verre de soda contient donc 22 g de sucre — soit plus de 4 morceaux de sucre !

Réflexe à retenir : comme pour la masse volumique, tu dois savoir jongler entre les trois écritures $C_m = \dfrac{m}{V}$, $m = C_m \times V$ et $V = \dfrac{m}{C_m}$.

1. Malgré l’agitation, une partie du sel reste au fond sous forme de dépôt solide : la solution ne peut plus dissoudre de sel, elle est saturée.

2. La solution a dissous le maximum possible, c’est-à-dire la solubilité :

$m_{\text{dissoute}} = 36\ \text{g}$

Le reste forme le dépôt :

$m_{\text{dépôt}} = 50 - 36 = 14\ \text{g}$

3. Il suffit d’ajouter de l’eau (du solvant) : la solution n’est alors plus saturée et peut dissoudre le sel restant. Par exemple, 100 mL d’eau supplémentaires permettraient de dissoudre jusqu’à 36 g de plus.

Réflexe à retenir : la solubilité est une masse maximale par volume de solvant. Au-delà, agiter plus fort ne sert à rien — seul un ajout de solvant (ou parfois un chauffage) permet de dissoudre davantage.

1. Cela signifie que chaque litre d’eau de mer contient 35 g de sel dissous.

2. On utilise $m = C_m \times V$ :

$m = 35 \times 2{,}0 = 70\ \text{g}$

3. On isole le volume, sans oublier de convertir la masse en grammes ($1{,}0\ \text{kg} = 1000\ \text{g}$) :

$V = \dfrac{m}{C_m} = \dfrac{1000}{35} \approx 29\ \text{L}$

Il faut donc faire évaporer environ 29 L d’eau de mer — un grand seau ! — pour récolter 1 kg de sel.

4. L’eau liquide passe à l’état gazeux : c’est une vaporisation (ici une évaporation lente, grâce au soleil et au vent). Le sel, lui, ne se vaporise pas : il reste sur place et se dépose sous forme de cristaux quand la solution devient saturée, puis quand toute l’eau est partie.

Réflexe à retenir : dans un calcul de concentration, vérifie toujours les unités avant de calculer — la masse en g, le volume en L. L’oubli de la conversion kg → g est l’erreur la plus fréquente au brevet.