FORMULES de PHYSIQUE
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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 Y 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 Y 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 / qY (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