Si vous pensez à quelle concentration, cela fait généralement référence à la concentration molaire dans $ \ mathrm {mol / l} $ (au moins dans le domaine de la chimie) . Pour calculer cette concentration, nous devons trouver le nombre de moles d'un certain produit chimique dans 1 litre de liquide ou de solide.

Je vais commencer par un exemple et décrire le principe général par la suite. Disons que nous avons de l'eau pure à température ambiante et pression atmosphérique. Cela signifie que la densité est de 998 $ \, \ mathrm {g / l} $ . Nous savons aussi que la masse molaire de l'eau, constituée de 2 hydrogène et 1 oxygène, est 18,016 $ \, \ mathrm {g / mol} $ . Si vous regardez les unités de la masse molaire et de la densité, vous pouvez déjà voir que nous pouvons les combiner en quelque chose qui a des unités $ \ ce {mol / l} $ . Si nous faisons cela, nous obtenons que la concentration en eau est $ \ frac {998 \, \ mathrm {g / l}} {18.016 \, \ mathrm {g / mol}} = 55,4 \, \ mathrm {mol / l} $ . La concentration en eau est donc 55,4 $ \, \ mathrm {mol / l} $ . Notez que je n'ai utilisé que la densité et la masse molaire de l'eau, qui sont (au moins à température et pression égales) constantes.

En général, vous pouvez le faire pour tout solide ou liquide (ou gaz) et recherchez la concentration sous la forme $ c = \ frac {\ rho} {M} $ , où $ \ rho $ span> est la densité, $ M $ la masse molaire et $ c $ la concentration molaire. Pour un produit chimique donné, la masse molaire est constante.

Passons maintenant au «fait» que la concentration molaire est constante pour les liquides et les solides: à proprement parler, ce n’est pas le cas. En effet, la densité des liquides et des solides dépend de la température et de la pression. La raison pour laquelle la concentration molaire est souvent appelée constante est double:

1. la densité des liquides et des solides a une dépendance beaucoup plus faible de la température que les gaz, donc elle peut être considérée comme approximativement constante
2. si vous regardez les solutions, la variation de concentration peut être de l'ordre de grandeur, alors que pour par exemple arroser la variation de concentration en passant de $ 0 $ à 100 $ \, \ mathrm {^ \ circ C} $ est seulement quelques pour cent. Par conséquent, encore une fois, la concentration du liquide est approximativement constante.

Mon explication est que la molarité (concentration et aussi l'activité dans le cas d'une solution idéale) d'un liquide pur (ou solide) ne changera pas considérablement dans une solution (dans laquelle un équilibre chimique existe) même si la concentration du soluté dans la solution binaire avec ledit liquide pur change. Les réactifs de l'équilibre de solvatation sont le solvant pur et le soluté et le produit serait le soluté solvaté. Par conséquent, leurs concentrations sont constantes et donc leurs activités (un concept thermodynamique qui signifie concentration en cas de solutions idéales) peuvent être prises comme l'unité elle-même au lieu de sa concentration réelle dans la solution binaire. Aussi, la molarité d'un solide ou d'un liquide pur n'affecte pas la concentration du soluté / électrolyte présent dans la solution et reste constante donnant naissance à une masse active (mais pas la concentration et, ici, la masse active est ce que nous sommes réellement intéressé par) de l'unité qui n'affecte pas l'équilibre de la solution.

Dans les liquides et les solides, les particules ont des interactions intermoléculaires qui les maintiennent à une certaine distance. En conséquence, la densité des liquides et des solides n'est pas trop sensible aux changements de pression et de température.

La concentration (techniquement: quantité de concentration de substance) d'un solide ou liquide pur est définie comme la quantité chimique de la substance par volume de l'échantillon. Vous pouvez le calculer à partir de la masse molaire et de la densité de la substance:

$$ c = \ frac {n} {V} = \ frac {m / M} {m / \ rho} = \ frac {\ rho} {M} $$

avec $ \ rho $ la densité de l'échantillon et et $ M $ la masse molaire de la substance. Pour les liquides et les solides, la concentration ne dépend pas beaucoup de la pression ou de la température.

Pour les gaz, par contre, la concentration est proportionnelle à la pression et anti-proportionnelle à la température (loi des gaz parfaits). Pour les substances en solution, la concentration est variable car vous pouvez ajouter plus ou moins de soluté au solvant.

Si vous envisagez une réaction chimique à température et pression constantes, les réactifs et produits solides ou liquides purs ne changeront pas leurs concentrations, alors que les réactifs ou produits qui sont des gaz (si la réaction est dans un espace clos) ou sont en solution le seront généralement.

En termes simples, dans des conditions normales, on ne peut "insérer" qu'une quantité définie d'un solide ou d'un liquide dans un espace défini mais vous pouvez insérer une quantité variable d'un gaz dans un espace défini. p>

Puisque, en chimie, nous ne nous intéressons qu'aux molécules, nous exprimons la quantité d'une substance en moles. Ainsi la concentration d'une substance [(quantité en moles) / (volume)], les solides purs et les liquides purs ont défini une concentration constante, pour un volume donné, alors que les gaz ont une concentration variable.

De manière vague, la raison est l'incompressibilité des solides et des liquides. Ils ne peuvent pas avoir un volume variable pour la même quantité de substance. Lorsque leur quantité augmente, leur volume augmente également et lorsque la quantité diminue, le volume diminue également de telle sorte que ce rapport quantité / volume (concentration) reste constant.Toutefois, leur concentration change, mais le changement est assez faible et donc négligeable.