Chapitre 10 : Masse molaire et concentrations 
 
Comment préparer des solutions avec précision ? 
I. Masse molaire et quantité de matière : 
 
Rappels : 
> Définition de la mole : 
Une mole d’entités chimiques correspond à un paquet de 6,02.1023 entités chimiques identiques 
(atomes, molécules ou ions). 
> Définition de la quantité de matière : 
La quantité de matière correspond au nombre de moles (paquets de 6,02.1023 entités chimiques). 
La quantité de matière (symbole : n) s’exprime en mole (symbole : mol). 
> Constante d’Avogadro : 
Le nombre d’entités par mol est une constante, appelée la constante d’Avogadro NA. 
On définit la constante d’Avogadro NA = 6,02.1023 mol-1 comme étant le nombre d’entités contenues 
dans une mole (un paquet). 
Calcul du nombre d’entités N contenus dans n moles : 
�
�=n×NA 
Calcul de la quantité de matière n de N entités : 
�
�=N
 NA
 
 
Activité 1 : Déterminer la masse molaire d’une espèce chimique 
 
Document 1 : Extrait de la classification périodique des éléments 
 
 
Document 2 : Le nombre d’Avogadro 
La mole, symbole mol, est l’unité de quantité de matière du Système International. 
Une mole contient exactement : 6,022 140 76 .1023 entités élémentaires. 
Ce nombre est appelé « nombre d’Avogadro » et noté : NA = 6,022 140 76.1023 mol-1. 
 
Document 3 : Masse de quelques atomes 
Ci-dessous la masse de quelques atomes : 
 
Atome H O C 
Masse (en kg) 1,6737.10-27 2,6567.10-26 1,9944.10-26 
 
Document 4 : Masse molaire moléculaire 
Ci-dessous la masse molaire moléculaire de quelques molécules simples : 
Molécule 
Dihydrogène 
Diazote 
Dioxygène 
Formule 
H2 
N2 
O2 
Eau 
H2O 
Chlorure 
d’hydrogène 
Masse molaire 
(en g.mol-1) 
HCl 
2,0 
28,0 
32,0 
18,0 
Questions : 
1) [S’approprier] A quoi correspond le numéro atomique (Z) d’un élément chimique ? 
Le numéro atomique Z correspond au nombre de protons. 
2) [Réaliser] Calculer la masse d’une mole d’atomes de carbone en gramme ; 
Masse d’une mole = NA * mC = 6,02.1023 * 1,9944.10-26 = 1,2.10-2 kg.mol-1 soit 12 g.mol-1. 
36,5 
3) [Analyser] A quelle grandeur de l’extrait de la classification périodique la masse d’une mole d’atomes 
de carbone correspond-elle ? 
La masse d’une mole d’atomes de carbone correspond à la masse molaire atomique du carbone. 
4) [S’approprier] Comment calcule-t-on la masse molaire d’une molécule ?  
On calcule la masse molaire d’une molécule en faisant la somme des masses molaires des différents 
atomes la composant. 
5) [Réaliser] Calculer la masse molaire moléculaire du glucose C6H12O6 ; 
M(C6H12O6) = 6 * M(C) + 12 * M(H) + 6 * M(O) = 6 * 12 + 12 * 1 + 6 * 16,0 = 72 + 12 + 96 = 180 g.mol-1. 
6) [Raisonner] Calculer la quantité de matière pour une masse m = 5 g de glucose. 
n = m / M = 5 / 180 = 2,8.10-2 mol. 
Bilan : 
> La masse molaire atomique, notée M, est la masse d’une mole d’un atome. 
Elle s’exprime en g.mol-1. 
La masse molaire atomique est indiquée dans le tableau périodique des éléments ou peut être calculée 
à partir de la masse d’un atome : 
�
�=NA×m 
> La masse molaire moléculaire, notée M, est la masse d’une mole de molécules identiques. Elle 
s’exprime en g.mol-1. 
La masse molaire moléculaire se calcule en faisant la somme des masses molaires atomiques de tous 
les atomes composant la molécule. 
> La masse molaire M, la quantité de matière n et la masse d’une entité chimique sont reliées par la 
relation : 
�
� =m
 M
 Avec : n la quantité de matière en mol ; 
m : la masse en g ; 
M : la masse molaire en g.mol-1. 
1 èreSTI2D Chapi tre 10 : Masse molai re et concentrat ions  
Page 2 | 8 
Exercice 1 : Isotope 
37
 Cl
 Dans la nature, l’élément chlore possède deux isotopes. 
Isotope 
35
 Cl
 Abondance (%) 
75,77 
Masse atomique (en kg) 
24,23 
5,8067.10-26 
6,1383.10-26 
Données :  
NA = 6,02.1023 mol-1. 
1) Calculer la masse molaire atomique de chaque isotope de l’élément chlore ; 
M(35Cl) = matome * NA = 5,8067.10-23 * 6,02.1023 = 34,96 g.mol-1. 
M(37Cl) = matome * NA = 6,1383.10-23 * 6,02.1023 = 36,95 g.mol-1. 
2) En déduire la masse molaire atomique de l’élément chlore à l’état naturel. 
M(Cl) = (75,77 * 34,96 + 24,23 * 36,95) / 100 = 35,45 g.mol-1. 
Exercice 2 : Masse molaire moléculaire 
Calculer les masses molaires moléculaires des espèces chimiques suivantes. 
1) Dioxygène O2 ; 
M(O2) = 2 * M (O) = 2 * 16 = 32 g.mol-1. 
2) Ammoniac NH3 ; 
M(NH3) = M(N) + 3 * M(H) = 14 + 3 * 1 = 17 g.mol-1. 
3) Ethanol C2H6O ; 
M(C2H6O) = 2 * M(C) + 6 * M(H) + M(O) = 2 * 12 + 6 * 1 + 16 = 46 g.mol-1. 
4) Acide lactique C3H6O3 ; 
M(C3H6O3) = 3 * M(C) + 6 * M(H) + 3 * M(O) = 3 * 12 + 6 + 3 * 16 = 90 g.mol-1. 
5) Dichlorométhane CH2Cl2 ; 
M(CH2Cl2) = M(C) + 2 * M(H) + 2 * M(Cl) = 12 + 2 + 71 = 85 g.mol-1. 
6) Alanine C3H7NO2. 
M(C3H7NO2) = 3 * M(C) + 7 * M(H) + M(N) + 2 * M(O) = 3 * 12 + 7 + 14 + 2 * 16 = 89 g.mol-1. 
Données : M(C) = 12 g.mol-1 ; M(H) = 1,0 g.mol-1 ; M(O) = 16 g.mol-1 ; M(N) = 14 g.mol-1 ; M(Cl) = 35,5 
g.mol-1. 
Exercice 3 : Formule d’une molécule 
L’oxyde de fer III est un des constituants de la rouille. Il est composé d’atomes de fer Fe et d’oxygène O. 
Déterminer la formule brute de l’oxyde de fer III. 
Données : masse molaire de l’oxyde de fer III : M = 159,6 g.mol-1. 
M(Fe) = 55,8 g.mol-1 ; M(O) = 16,0 g.mol-1. 
M(oxyde de fer III) = M(FexOy) = 159,6 = x * 55,8 + y * 16 = 2 * 55,8 + 3 * 16 = 159,6 g.mol-1. 
Donc l’oxyde de fer III a pour formule brute Fe2O3. 
II. Concentration massique et concentration molaire : 
1) Concentration en masse : 
Rappel : 
La concentration en masse (ou concentration massique) d’une espèce chimique (notée Cm) est la masse 
de cette espèce chimique dissoute dans un litre de solution. 
Si un volume V de solution contient une masse m d’une espèce dissoute, alors sa concentration en 
masse vaut : 
�
�m =m
 V
 1 èreSTI2D Chapi tre 10 : Masse molai re et concentrat ions  
Page 3 | 8 
Avec : Cm : la concentration en masse en g.L-1 ; 
m : la masse en g ; 
V : le volume de la solution en L. 
Exercice 4 : Concentration massique 
1) On dissout m = 2,50 g de caféine C8H10N4O2 dans V = 250,00 mL d’eau. Quelle est la concentration 
massique Cm de la solution ? 
Cm = m / V = 2,50 / (250.10-3) = 10 g.L-1. 
2) La concentration massique Cm d’une solution de glucose C6H12O6 est Cm = 15 g.L-1. Quelle est la 
masse de glucose dans un volume V = 500,00 mL ? 
Cm = m / V 
m = Cm * V = 15 * (500.10-3) = 7,5 g. 
2) Concentration molaire : 
Bilan : 
La concentration molaire d’une espèce chimique (notée Cespèce) est la quantité de matière de cette 
espèce chimique dissoute dans un litre de solution. 
Si un volume V de solution contient une quantité de matière n d’une espèce dissoute, alors sa 
concentration molaire vaut : 
�
� =n
 V
 Avec : n la quantité de matière en mol ; 
V le volume de la solution en L ; 
C : concentration molaire en mol.L-1. 
Activité 2 : Trouver la relation entre concentration molaire et massique 
1) [Savoir] Donner la relation qui lie la masse m, la quantité de matière n et la masse molaire M ; 
M = m / n. 
2) [Raisonner] A partir de la relation C = n
 V
 fonction de Cm 
C = n / V = m / (M * V) = Cm / M. 
et de la relation donnée à la question 1), exprimer C en 
Bilan : 
�
� =Cm
 M
 Avec : C : la concentration molaire en mol.L-1 ; 
Cm : la concentration en masse en g.L-1 ; 
M : la masse molaire en g.mol-1. 
III. Préparation d’une solution de concentration donnée : 
Voir T.P.14 : Préparation d’une solution. 
1) Par dissolution : 
1 èreSTI2D Chapi tre 10 : Masse molai re et concentrat ions  
Page 4 | 8 
Activité 3 : Calculer la masse à prélever  
1) 
[Raisonner] Connaissant la valeur de la concentration massique Cm et le volume de solution V à 
préparer, exprimer la masse m de soluté à peser ; 
Cm = m / V donc m = Cm * V. 
2) 
[Raisonner] Connaissant la valeur de la concentration molaire C et le volume de solution V à 
préparer, exprimer la masse m de soluté à peser. 
C = n / V or n = m / M donc C = m / (V * M). 
m = C * V * M. 
2) Par dilution : 
Activité 4 : Déterminer le volume de solution mère à prélever 
Lors d’une dilution la masse et la quantité de matière de soluté est conservée. 
1) 
[S’approprier] Ecrire la conservation de la masse lors d’une dilution. On appellera mmère la masse 
de soluté prélevée dans la solution mère et mfille la masse de soluté dans la solution fille. Faire de même 
pour la conservation de la quantité de matière (nmère et nfille) ; 
Malgré la dilution, la quantité de soluté reste constante. 
mmère = mfille ; nmère = nfille. 
2) 
[Raisonner] Exprimer le volume Vmère à prélever en fonction de Cm,mère , Cm,fille et Vfille ; 
Cm = m / V donc m = Cm * V 
mmère  = mfille donc Cmmère * Vmère = Cmfille * Vfille. 
Vmère = (Cmfille * Vfille) / Cmmère. 
3) 
[Raisonner] Exprimer le volume Vmère à prélever en fonction de Cmère , Cfille et Vfille. 
C = n / V donc n = C * V 
nmère  = nfille donc Cmère * Vmère = Cfille * Vfille. 
Vmère = (Cfille * Vfille) / Cmère. 
Exercice 5 : Dilution 
Au laboratoire, une technicienne doit préparer 500,0 mL d’une solution de peroxyde d’hydrogène H2O2 
de concentration molaire C’ = 5,0.10-3 mol.L-1. Elle dispose d’une solution de concentration molaire C = 
0,50 mol.L-1. 
1) Quel volume de solution de concentration C doit-elle prélever ? 
Vmère * Cmère = Vfille * Cfille 
Vmère = (Vfille * Cfille) / Cmère = (500.10-3 * 5,0.10-3) / 0,50 = 0,005 L 
2) Quelle verrerie va-t-elle utiliser ? 
Il faut utiliser une pipette jaugée de 5 mL. 
3) Décrire succinctement le protocole opératoire. 
On prélève 5 mL de la solution mère avec une pipette jaugée munie d’une propipette. On verse la 
solution dans une fiole de 500 mL. On verse de l’eau distillée jusqu’au 2/3 et on agite pour 
homogénéiser. On complète jusqu’au trait de jauge et on agite une dernière fois. 
Exercice 6 : Incertitude lors d’une dilution 
Un élève dispose d’une solution de vitamine C a une concentration molaire C1 = (0,500 ± 0,002) mol.L-1. 
Il souhaite préparer (V2 = 250,0 ± 0,3) mL d’une solution diluée de vitamine C de concentration C2 = 0,02 
mol.L-1. 
1 èreSTI2D Chapi tre 10 : Masse molai re et concentrat ions  
Page 5 | 8 
1èreSTI2D Chapi tre 10 : Masse molai re et concentrat ions  Page 6 | 8 
 
Il dispose des pipettes jaugées suivantes : 
V = (5,00 ± 0,04) mL ; V = (10,00 ± 0,09) mL ; V = (20,0 ± 0,1) mL ; V = (25,0 ± 0,2) mL. 
Données : 
L’incertitude-type sur la valeur de la concentration C2 est donnée par la relation : 
u(C2)=C2×√(u(C1)
 C1
 )2+(u(V1)
 V1
 )2+(u(V2)
 V2
 )2 
 
1) Quelle pipette jaugée doit-il choisir ? 
Vmère * C1 = V2 * C2 
Vmère = (V2 * C2) / C1 = (250.10-3 * 0,02) / 0,5 = 0,01 L soit 10 mL donc V = (10,00 ± 0,09) mL. 
2) Quelle est l’incertitude-type sur la valeur de la concentration C2 ? 
u(C2)=0,02×√(0,002
 0,500)2+(0,09
 10,00)2+( 0,3
 250,0)2=2.10−4mol.L−1 
3) Présenter la valeur de la concentration sous la forme C2 = ( ...... ± ......) mol.L-1. 
C2 = (200 ± 2).10-4 mol.L-1. 
 
IV. Dosage par étalonnage : 
 
Voir T.P.15 : Détermination de la concentration d’une solution 
 
Bilan : 
Un dosage est une technique chimique qui permet de déterminer la concentration C inconnue d’une 
espèce chimique dissoute dans une solution. 
Le dosage par étalonnage repose sur l’utilisation de solutions étalons de concentrations connues et telle 
que la concentration de l’espèce chimique dissoute à doser dépend d’une grandeur physique Y 
mesurable comme l’absorbance pour les solutions colorées, la masse volumique, etc. 
On trace Y en fonction des concentrations des solutions étalons. 
On obtient une courbe d’étalonnage qui est le plus souvent une droite qui passe par l’origine. 
Connaissant Yinconnue, par lecture graphique, on détermine la concentration C de la solution inconnue. 
 
 
 
 
 
Exercice 7 : Dosage du diiode par étalonnage 
Le Lugol est un antiseptique. Il contient du diiode I2. L’objectif est de déterminer la masse de I2 dans 100 
mL de solution de Lugol. 
On mesure l’absorbance A de six solutions aqueuses de concentrations molaires en soluté différentes. 
Les résultats de l’expérience permettent de tracer le graphique suivant : 
La solution de Lugol a été diluée 10 fois. On mesure l’absorbance de la solution diluée : A = 1,00. 
Données : M(I) = 127 g.mol-1. 
1) Déterminer la concentration molaire Cd en diiode de la solution diluée ; 
Cd = 4,0.10-3 mol.L-1 par lecture graphique. 
2) En déduire la concentration molaire C en diiode de la solution de Lugol ; 
La solution de diiode est 10 fois plus concentrée : C = 4,0.10-2 mol.L-1. 
3) Calculer la masse m de diiode I2 dans un volume de 100 mL de solution de Lugol. 
M(I2) = 2 * M(I) = 2 * 127 = 254 g.mol-1. 
C = n / V or n = m / M donc C = m / (V * M) et m = C * V * M = 4,0.10-2 * 100.10-3 * 254 = 1,02 g. 
Exercice 8 : Dosage du saccharose par réfractométrie 
On souhaite déterminer la teneur en sucre d’un jus de pomme artisanal. Pour cela, on procède à un 
dosage par réfractométrie en utilisant des solutions étalons de saccharose. 
Le réfractomètre donne un résultat en degré Brix (° Brix). 
Le degré Brix indique la masse de saccharose C12H22O11 (en grammes) contenue dans 100 g de solution 
à 20 °C. 
Après avoir réalisé les solutions étalons, on a mesuré le degré Brix des solutions. Les résultats de ces 
mesures sont résumés dans le tableau ci-dessous : 
Cm (en g.L
1
 ) 
Masse de 
saccharose 
(° Brix) 
0 
0 
80 
10 
100 
11,9 
120 
140 
160 
180 
13,8 
15,7 
17,4 
19,2 
Le degré Brix du jus de pomme artisanal vaut 12,1. 
1) Décrire succinctement le phénomène de réfraction ; 
Déviation d'une onde (lumineuse, etc.) qui franchit la surface de séparation de deux milieux où la vitesse 
de propagation est différente. 
2) Comment nomme-t-on ce type de dosage ? 
C’est un dosage par réfractométrie. 
3) Proposer un protocole expérimental afin de préparer V = 100,0 mL de la solution étalon de 
concentration massique en soluté Cm = 80 g.L-1 ; 
Cm = m / V donc m = Cm * V = 80 * 100.10-3 = 8 g. 
On prélève 8 g de saccharose que l’on verse grâce à un entonnoir dans une fiole jaugée de 100 mL. 
On verse de l’eau distillée jusqu’au 2/3 puis on homogénéise. On complète ensuite jusqu’au trait de 
jauge et on agite une dernière fois. 
1 èreSTI2D Chapi tre 10 : Masse molai re et concentrat ions  
Page 7 | 8 
1èreSTI2D Chapi tre 10 : Masse molai re et concentrat ions  Page 8 | 8 
 
4) Tracer la courbe Msaccharose = f (Cm). (Msaccharose s’exprime en °Brix); 
 
5) Déduire du graphique la concentration massique en saccharose Cm,jus du jus de pomme artisanal. 
12,1 soit 102 g.L-1. 
 
 
 
Savoirs et compétences attendus pour ce chapitre : Où dans le 
cours ? ☺   
 Est-ce que je sais que... ? 
✓ Calculer une masse molaire moléculaire à partir des masses molaires 
atomiques des éléments qui composent la molécule. 
Je suis capable de : 
✓ Déterminer une concentration d’un soluté dans une solution à partir 
du protocole de préparation de celle-ci ou à partir de mesures 
expérimentales ;  
✓ Réaliser une solution de concentration donnée par dilution ou 
dissolution d’un soluté ; 
✓ Adapter son attitude en fonction des pictogrammes des produits 
utilisés et aux consignes de sécurités correspondantes. 
 
I. 
 
 
T.P.15 
 
 
T.P.14 
 
T.P.14 et T.P.15 
 
 
Chapitre entier 
 
 
Chapitre entier 
 
 
 
 
Chapitre entier 
 
 
 
Chapitre entier 
 
 
 
 
Chapitre entier 
 
   
 
   
   
   
Autres compétences à acquérir au cours de l’année :  
✓ S’approprier (Ap) : Enoncer une pr