Questions - Réponses

Sciences

Je veux diluer de l'acide acétique glacial volume 99% pour obtenir une concentration à 20%. Suis-je correct par exemple si je prends 1 litre de cet acide et je le verse dans 4 litres d'eau?

Didier Perret

Réponse de Didier Perret

Docteur

Section de chimie et biochimie
Université de Genève

Votre proposition de résolution du problème est tout à fait acceptable, bien qu’on puisse en dire plus pour accroître notre spectre de connaissances générale des substances chimiques.

En effet, si je dilue 1 litre d’une solution concentrée à 99 % avec 4 litres d’eau, j’obtiendrai une solution diluée à [99% × 1 litre] / [1 litre + 4 litres] = 19.80%, c’est-à-dire environ 20%.

Cependant, l’opération n’est pas que mathématique; elle est aussi chimique, et c’est là que les choses peuvent se passer différemment…

Tout d’abord, l’acide acétique à 99% est un liquide très corrosif et dangereux pour les tissus, qui doit être manipulé avec toutes les précautions qui s’imposent (local fortement ventilé, gants et lunettes de protection). A 100% de concentration, on parle trivialement d’acide acétique glacial, non pas en raison de sa température, mais par le fait qu’à une température inférieure à 15-20°C, il cristallise sous forme de petits cristaux qui ressemblent à de la glace.

Ensuite, lorsqu’on dilue des acides concentrés, il ne faut jamais ajouter l’eau sur l’acide, mais le contraire. En effet, si la dilution est fortement exothermique (dégage beaucoup l’énergie thermique), l’eau ajoutée peut passer en ébullition; à ce moment, les projections de petites gouttelettes d’eau peuvent emporter avec elles des quantités importantes de l’acide concentré, et ces projections sont par nature très corrosives, puisque très concentrées en acide. A l’inverse, si l’on ajoute l’acide sur l’eau, les projections de petites gouttelettes d’acide emportant avec elles des quantités importantes d’eau seront suffisamment diluées pour être moins corrosives, donc moins dangereuses.

Par ailleurs, lorsqu’on mélange deux liquides, il arrive que le volume total ne soit pas la somme des volumes initiaux des deux liquides, mais un volume inférieur. Ce phénomène, appelé contraction de volume, est provoqué par les fortes interactions qui prennent naissance entre les molécules des deux liquides. Par exemple, lorsqu’on mélange exactement 1 litre d’eau et exactement 1 litre d’éthanol (l’alcool pur), on n’obtient pas exactement 2 litres, mais 1.94 litres; il manque 0.06 litres (60 millilitres), ou 3% du volume.

Sachant cela, si le volume final a de l’importance pour l’utilisateur (p.ex. obtenir exactement 2 litres de mélange eau-éthanol), on procède différemment, en mélangeant un volume plus élevé que 1 litre du premier liquide et exactement le même volume du deuxième liquide ; lorsque le mélange est homogène, on peut alors prélever exactement 2 litres de mélange, sans avoir besoin de se soucier de l’ampleur de la contraction de volume.

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