Calculatrice de molalité

Molalité (mol/kg) = moles de soluté ÷ kilogrammes de solvant · Pourcentage massique = soluté ÷ (soluté + solvant) × 100

molalité

Les moles de soluté par kilogramme de solvant. Elle s’écrit mol/kg et reçoit le plus souvent le symbole b ou m

masse de soluté

Ce que vous avez pesé et dissous, en grammes ou en milligrammes

masse de solvant

La masse du liquide qui dissout — l’eau, pesée seule, avant que le soluté n’y entre. Pas la masse de la solution terminée

pourcentage massique

La part du soluté dans la masse totale, exprimée en pourcentage. Il compare des masses des deux côtés de la division, jamais des moles

Utilisez la molalité quand la température bouge — l’élévation du point d’ébullition, l’abaissement du point de congélation et tout ce qui dépend des propriétés colligatives s’écrivent en mol/kg précisément parce que le nombre ne doit pas changer quand on chauffe la solution. C’est aussi l’unité qui convient lorsque les deux composants sont pesés plutôt que mesurés, puisqu’une balance donne directement une masse. Pour une solution préparée en fiole jaugée et utilisée à température ambiante, la molarité est plus commode, et c’est elle que sous-entend presque toute étiquette de réactif qui porte un M.

1. Une mole de sel dans un kilogramme d’eau

   1. Moles de soluté : 58,44 ÷ 58,44 = 1 mole de chlorure de sodium
   2. Solvant en kilogrammes : 1 000 grammes d’eau = 1 kilogramme
   3. Divisez : 1 ÷ 1 = 1 mol/kg
   4. Pourcentage massique : 58,44 ÷ (58,44 + 1 000) × 100 = 5,521 %

   Notez d’où vient le 5,521 % : le dénominateur est la masse totale, soluté plus solvant. Diviser par le solvant seul donnerait 5,844 %, et diviser les moles par la masse totale donnerait un troisième résultat encore. Trois lectures du « pour cent » qui diffèrent dès la première décimale, et c’est pourquoi les unités sont écrites en toutes lettres sur cette page.

2. La même mole dans deux fois moins d’eau

   1. Les moles de soluté ne changent pas : 1 mole
   2. Solvant en kilogrammes : 500 grammes = 0,5 kilogramme
   3. Divisez : 1 ÷ 0,5 = 2 mol/kg
   4. Pourcentage massique : 58,44 ÷ (58,44 + 500) × 100 = 10,465 %

   Diviser le solvant par deux double la molalité et fait à peu près doubler le pourcentage massique, mais les deux ne doublent pas exactement ensemble — 5,521 % devient 10,465 % et non 11,042 %, parce que la masse totale au dénominateur a diminué elle aussi. Le pourcentage massique et la molalité sont deux fonctions différentes des deux mêmes masses, et ils ne coïncident que par accident.

Le dénominateur ici est la masse du solvant, pas celle de la solution terminée et pas son volume, et c’est de loin ce qui se lit le plus mal. Cette page demande donc les deux masses séparément, et elle ne peut rien pour vous si ce que vous connaissez réellement est le volume de la solution. Convertir une molalité en molarité n’est pas une multiplication : il faut la masse volumique de la solution terminée, et cette masse volumique dépend de la concentration que vous cherchez, si bien que la conversion est une lecture dans une table plutôt qu’une étape de calcul. Ce qui rend la molalité utile, c’est qu’elle ne bouge pas avec la température — le volume d’une solution augmente quand on la chauffe, donc sa molarité baisse, alors que les masses des deux côtés de cette division restent en place. Le pourcentage massique donné ici est un rapport de masses et n’a rien à voir avec la fraction molaire, qui apparaît lorsqu’on compare des nombres de particules plutôt que des quantités de matière ; une solution à 5,5 % en masse est très loin de compter 5,5 % de ses molécules, parce qu’une molécule d’eau est bien plus légère qu’un motif de sel. Les petites quantités sont affichées avec cinq décimales, donc un milligramme de sel dans un kilogramme d’eau donne 0,00002 mol/kg plutôt que zéro : c’est la réponse honnête à cette échelle, mais c’est aussi la limite de ce que l’affichage peut montrer. Enfin, cette page suppose que le soluté se dissout entièrement et ne réagit pas avec le solvant ; elle ne dit rien de la saturation éventuelle de la solution.

Comment calculer la molalité d’une solution ?

En divisant les moles de soluté par la masse de solvant exprimée en kilogrammes. Une mole de sel dissoute dans un kilogramme d’eau donne une solution à 1 mol/kg, et la même mole dans un demi-kilogramme d’eau donne 2 mol/kg. Le dénominateur est la masse du liquide qui dissout, pesée seule — pas la masse de la solution terminée, et pas son volume. C’est ce choix de dénominateur qui rend la molalité indépendante de la température.

Quelle est la différence entre molalité et molarité ?

Le dénominateur. La molarité compte les moles par litre de solution ; la molalité les compte par kilogramme de solvant. Un litre est un volume, donc il se dilate quand la solution se réchauffe et la molarité baisse ; un kilogramme est une masse, donc il ne bouge pas. Les deux nombres diffèrent aussi de valeur à température ambiante, parce qu’un litre de solution pèse plus d’un kilogramme : une solution de sel à 1 mol/kg est à peu près 0,98 M, l’écart venant de l’eau que le sel a déplacée. Servez-vous de la molarité pour préparer des solutions au laboratoire, et de la molalité pour tout ce dont la température changera.

Peut-on convertir une molalité en molarité ?

Pas à partir de ces deux nombres seuls — il faut aussi la masse volumique de la solution terminée. La molarité est un nombre de moles par litre, et passer d’une masse de solvant à un volume de solution suppose de savoir combien l’ensemble pèse par millilitre. Comme la masse volumique dépend elle-même de la concentration, la conversion est une lecture dans une table plutôt qu’une formule à appliquer les yeux fermés. Si vous avez la masse volumique, l’étape est : masse totale = soluté + solvant, volume = masse totale ÷ masse volumique, molarité = moles ÷ volume en litres.

Le pourcentage massique, est-ce la même chose que la molalité ?

Non — les deux n’utilisent pas les mêmes unités des deux côtés de la division. La molalité divise des moles par des kilogrammes de solvant ; le pourcentage massique divise des grammes de soluté par les grammes du mélange entier, puis multiplie par cent. Une solution de sel à 1 mol/kg titre 5,521 % en masse, et les deux chiffres ne coïncideraient que par hasard. Lequel vous voulez dépend de la question : le pourcentage massique pour une composition, la molalité pour tout ce qui dépend du nombre de particules présentes plutôt que de leur poids.

Pourquoi une quantité minuscule s’affiche-t-elle 0,00002 au lieu de zéro ?

Parce qu’un milligramme de sel dans un kilogramme d’eau vaut réellement 1,7 × 10⁻⁵ mol/kg, et que la ligne de la molalité porte cinq décimales : la plus petite quantité que les champs de masse acceptent tombe donc sur une valeur non nulle au lieu de s’écraser en 0,00000. Cela compte, parce qu’un zéro dans un panneau de résultats se lit comme « rien n’est dissous » et non comme « très peu ». L’échelle va aussi dans l’autre sens : une tonne de soluté dans une tonne de solvant fait 17 111,56742 moles et 17,1 mol/kg, le dénominateur valant alors mille kilogrammes.

• SI Units — Amount of Substance: the mole and the mole per cubic metre — National Institute of Standards and Technology (NIST)
• Standard Atomic Weights — abridged to four significant figures — Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW), IUPAC