Le but est d'obtenir une solution de concentration précise à partir d'un solide.
Pour cela, il faut mesurer avec précision la masse de ce solide ainsi que le volume
de la solution préparée.
Nous ferons le calcul pour le sel de Mohr hexahydraté de formule
Fe(NH4)2(SO4)2,6H2O afin de
préparer 250 mL s'une solution d'ions fer II ou Fe2+ à la
concentration de 0,06 mol.L-1.
1°) Calcul de la quantité de matière nécessaire du solide:
où a désigne le nombre de fois où on retrouve l'espèce chimique dans l'édifice chimique, ici a = 1 pour le fer.
n = 0,06×0,25 / 1 = 0,015 mol.
2°) Calcul de la masse de solide à peser:
m = n × M = 0,015×[56+2×(14+4×1)+2×(32+4×16)+6×(2×1+1×16)] = 0,015×392 = 5,88 g.
Si le solide n'est pas pur à 100 %, il faut peser une masse m' supérieure à m:
p étant la pureté, indiquée sur le bocal contenant le solide et exprimée, pour le calcul précédent, en nombre décimal (0,98 pour 98 %).
Si l'on veut tout rassembler dans une seule formule:
Par exemple, pour préparer 500 mL d'une solution de sulfate de fer (III) de concentration C = 3,5.10-3 mol.L-1 à partir du solide Fe2(SO4) 3 pur à 95 % et de masse molaire 400 g.mol-1, il faut peser une masse:
3°) Pesée du solide:
Si le solide n'est pas réduit en poudre fine, on le broye dans un mortier avec un pilon:
On pose le sabot ou la capsule sur le plateau de la balance de précision. On tare la balance pour qu'elle affiche 0. On vérifie qu'elle mesure en grammes.
Grâce à la spatule, on place la masse souhaitée de solide dans le sabot en s'aidant de la partie plus fine de cette spatule pour terminer ou pour enlever du solide si on a dépassé la masse voulue.
4°) Dissolution du solide:
On transvase le contenu du sabot ou de la capsule dans un bécher posé sur un agitateur magnétique et contenant un barreau aimanté ainsi que de l'eau distillée à raison de 50 à 70 % du volume final de la solution.
On rince la capsule ou le sabot avec de l'eau distillée d'une pissette pendant que le barreau aimanté tourne, accélérant la dissolution du solide.
Une fois la dissolution complète, on retire le barreau avec une canne magnétique et on le rince ainsi que l'extrêmité de la canne en récupérant l'eau de rinçage.
4°) Obtention de la solution mère:
On verse le contenu du bécher dans une fiole jaugée de 250 mL munie d'un entonnoir.
On rince le bécher puis l'entonnoir en récupérant l'eau de rinçage dans la fiole jaugée.
Avec la pissette, on fait couler de l'eau distillée le long des parois du col de la fiole jaugée en s'arrêtant juste avant le trait de jauge (environ 1 cm au dessous).
On laisse reposer 1 minute pour que le drainage du col de la fiole soit complet.
On complète avec de l'eau distillée, au goutte à goutte, jusqu'au trait de jauge, sans le dépasser, avec une pipette Pasteur (visée en bas du ménisque, l'œil étant sur une même horizontale que le trait de jauge).
On laisse reposer, on bouche et on étiquette.
La fiole jaugée garantit le volume contenu et non le volume versé. Elle sera utilisée comme solution mère pour préparer des solutions filles de même concentration ou plus diluées.
7°) Résumé:
