La molalité en une phrase
La molalité est la quantité de soluté dissoute par kilogramme de solvant. Elle s’exprime en mol/kg et se note souvent b. Contrairement à la concentration en quantité de matière, elle ne repose que sur des masses : elle ne change pas quand la solution se dilate ou se contracte avec la température.
Les formules
- Quantité de soluté n = m ÷ M
- Molalité b = n ÷ masse de solvant en kg
- Fraction massique w = masse de soluté ÷ (masse de soluté + masse de solvant)
- Fraction molaire x = n ÷ (n + quantité de solvant)
Exemple chiffré
On dissout 5,844 g de chlorure de sodium (M = 58,44 g/mol) dans 500 g d’eau.
- n = 5,844 ÷ 58,44 = 0,100 mol.
- b = 0,100 ÷ 0,500 kg = 0,200 mol/kg.
- Fraction massique = 5,844 ÷ 505,844 = 1,155 %.
- Quantité d’eau = 500 ÷ 18,015 = 27,75 mol, d’où une fraction molaire de NaCl de 0,100 ÷ 27,85 = 0,00359.
Molalité ou concentration molaire
| Molalité | Concentration en quantité de matière | |
|---|---|---|
| Définition | mol par kg de solvant | mol par litre de solution |
| Unité | mol/kg | mol/L |
| Dépend de la température | Non | Oui, légèrement |
| Préparation | Pesée du soluté et du solvant | Fiole jaugée |
| Usages | Propriétés colligatives, thermodynamique | Dosages, travaux pratiques courants |
Pour une solution aqueuse diluée à température ambiante, les deux valeurs sont presque égales, puisqu’un litre d’eau pèse environ un kilogramme. Elles divergent pour les solutions concentrées et pour les solvants dont la masse volumique s’éloigne de 1 g/mL.
Où la molalité s’impose
L’abaissement cryoscopique, l’élévation ébullioscopique et la pression osmotique dépendent du nombre de particules par masse de solvant : leurs formules utilisent la molalité. C’est aussi l’unité des tables thermodynamiques et de toute étude sur une large plage de températures, comme la solubilité d’un sel entre 0 et 100 °C.
Conseils pratiques
- Pesez le solvant, et non la solution finale.
- Pour un sel hydraté comme CuSO₄,5H₂O, utilisez la masse molaire de l’hydrate pour n et ajoutez l’eau d’hydratation à la masse de solvant.
- Une balance de précision donne des masses plus exactes que la mesure de volumes, autre avantage de la molalité.
Dans les programmes
La molalité apparaît surtout dans l’enseignement supérieur, en classes préparatoires, en licence de chimie et dans les formations de pharmacie. Au lycée, on utilise la concentration en quantité de matière (mol/L) et la concentration en masse (g/L).