CONCENTRATION (en science PHYSIQUE)

-concentration (en Physico-chimie)

La notion de concentration signifie qu’une certaine quantité d’un corps X (en volume V, ou en masse m, ou en quantité de matière q) est comparée à une autre quantité de base (en volume V, ou en masse m, ou en quantité de matière q) d’un autre corps Y, de même structure que X

Pour les solutions : X est le soluté (corps dissous) et Y la solution, c'est à dire (soluté + dissolvant)

Pour les gaz : X et Y sont des composants d’un gaz composé

Pour les solides : X est un solide quelconque (sol, métal, non-métal, etc....) et un solide ou un liquide

-en cas particulier ici, X est souvent un métal (en général précieux), composant d’un alliage Y

Terminologie générale: quand on nomme une concentration, il y a 2 adjectifs la définissant : le premier concerne la quantité en cause (de V, de m ou de q) et le second envers quoi on va le considérer.

Exemple d'une "concentration molaire volumique" (B’) >>> c'est une concentration de  quantité de matière (molaire) , considérée par rapport à son volume donc la dimension de cette concentration est L-3.N

Mais une "concentration volumique molaire" sera un volume par quantité de matière (donc

dimension L3.N-1)

Par contre si une concentration est désignée par le mot densité (qui est ici l'abréviation de densité volumique) l'ordre des adjectifs est alors inversé.

Exemple: la même concentration B' ci-dessus peut être nommée "densité (sous-entendu volumique) de quantité de matière"

-un phénomène Isotonique concerne une concentration égale à une autre

-un phénomène  Hypotonique implique une concentration inférieure à 1 autre

-un phénomène Hypertonique exprime une concentration en excès sur l'autre

La fraction de concentration  (un nombre) dite aussi "concentration spécifique" est une concentration comparant 2 notions similaires (2 masses ou 2 quantités de matière ou 2 volumes)

Pour résumer, il y a donc 9 cas de concentrations données ci-après (V est un volume, m une masse, q une quantité de matière)

-3 concentrations volumiques

Il s'agit de comparaison envers un volume

Fraction volumique(yv) -ce qui signifie "concentration de volume volumique"-

soit V X / V Y   Rapport sans dimension (nombre) entre des volumes de X et Y

Concentration de masse volumique(ρ') -masse de l'un dans volume de l'autre- soit mX / VY

Equation de dimensions structurelles : L-3.M       Unité :(kg/m3) ou g/l

1°cas particulier de concentration de masse volumique: l’activité (pour culture microbienne ρ'c) qui est la plus petite quantité (de masse) d’un produit X qui, dissous dans un volume d’un constituant approprié Y, inhibe complètement la croissance d’une culture de microbes donnés

2° cas particulier de concentration de masse volumique: le titre d’un produit *  ρ't  qui exprime la masse d’un produit X dissoute dans un volume de solution Y (exemple le titre alcoométrique, qui s’exprime usuellement en grammes par litre (étiquettes des alcools de table).Anciennement c’était une échelle exprimée en degrés Gay-Lussac (entre 0 et 100, donc un pourcentage, car un litre était supposé avoir une masse de 1 kg, ce qui n'est vrai que pour de rares liquides)

3° cas particulier de concentration de masse volumique : l’humidité absolue ρ'h, masse d’eau incluse dans le volume d’un corps

4° cas particulier de concentration de masse volumique: la masse volumique proprement dite (ρ’)- soit (mX / VX) qui est le cas où il n’y a qu’un seul corps en cause (Y est identique à X)

Concentration de quantité de matière volumique(B’) -ou concentration molaire volumique- soit qX / VY

Equation de dimensions structurelles : L-3.N       Unité : mol/m3

1° cas particulier de concentration de quantité de matière volumique: la molarité B’m (et sa voisine l’osmolarité B’o)- où X est le soluté et Y la totalité de la solution

2° cas particulier de concentration de quantité de matière volumique: la normalité B’n - où X est la concentration de matière active dans le solvant

3° cas particulier de concentration de quantité de matière volumique: la densité de quantité de matière volumique (qX / VX) : il n’y a qu’un seul corps en cause (Y est identique à X)

4° cas particulier de concentration de quantité de matière volumique: la constante de Michaelis : c'est une concentration de quantité de matière volumique (qX / VX) pour un substrat enzymatique, dans le cas où la vitesse de réaction est la moitié de la vitesse initiale de réaction

-3 concentrations massiques

Il s'agit de la comparaison envers une masse

Fraction massique (ym) -ce qui signifie Concentration de masse massique  soit mX / mY Rapport sans dimension (nombre)

Cas particulier: le titre d’un alliage (pourcentage d’un métal X -en général précieux- dans un alliage métallique Y )

Concentration de volume massique (v’) soit VX / mY   Dimensions structurelles : L3.M -1      

et Unité : m3/kg

Cas particulier de concentration de volume massique >> le Volume massique -ou volume spécifique- (VX / mX) : il n’y a qu’un seul corps en cause (Y est identique à X )

Concentration de quantité de matière massique (l') -ou concentration molaire massique:

qX / mY          Equation de dimensions structurelles : M -1.N       Unité S.I.+  : mol/kg

1° cas particulier de concentration de quantité de matière massique: la molalité l' et sa soeur la molinité (voir chapitre spécial)

2° cas particulier de concentration de quantité de matière massique: la densité de quantité de matière massique (qX / mX) : il n’y a qu’un seul corps en cause (Y est identique à X )

-3 concentrations molaires

Il s'agit d'une comparaison envers une quantité de matière

Fraction molaire(yo) -ou concentration spécifique molaire- ce qui signifie Concentration de mole molaire, soit qX / q(nombre sans dimension)

Concentration de volume molaire (V*) -ou concentration volumique molaire- soit VX / qY

Equation de dimensions structurelles : L3.N -1       Unité S.I.+ : m3/mol

En cas particulier: le volume molaire (V* V X / qX) où il n’y a qu’un seul corps en cause

(Y = X )   Nota: l’inverse de cette notion est nommée dilution

Concentration de masse molaire(ou concentration massique molaire)(m’), qui est mX / qY

Dimension : M.N -1       Unité S.I.+ : kg/mol

En cas particulier: la masse molaire (m’ = mX / qX) : il n’y a qu’un seul corps en cause (Y est identique à X)

On utilise parfois le terme "Concentration de particules", ce qui signifie "Concentration volumique de particules" -dimension L-3

 

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