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Osmolarité

Posté par
Lelaitcbon
21-12-20 à 17:44

Bonjour tout le monde, j'ai un petit problème qui me bloque

J'aimerais présenter deux énoncés pour illustrer mon problème en les confrontant :
(je ne sais pas si dans ce cas ci, faut il que je crée deux topics pour séparer les deux énonces ?)

1) Un système, à la température de 37°C, est composé de deux compartiments A et B de volumes égaux et fixes, séparés par une membrane dialysante de laissant passer que les petits ions, qui contiennent une solution de chlorure de sodium à la concentration molale C=110mmol/L. A l'instant initial, un sel de potassium d'une protéine est ajouté dans le compartiment A à la concentration molale Co= 5mmol/L et il se dissocie totalement (valence de la protéine z=10)

2) Deux compartiments de 20L d'eau pure sont surmontés de tubes fins en contact du liquide, permettant au volume de chaque compartiment de rester constant, et sont séparés par une membrane sélective ne laissant passer que les molécules d'eau. Dans une première expérience, on ajoute 2,98g de sel de chlorure de potassium dans le compartiment de droite. Dans une seconde expérience, on ajoute au même système initial que dans la première expérience 3;6g d'urée et de l'albumine à la concentration massique de 0,7 g/L dans le compartiment de gauche.



De là, je ne comprends pas une chose :
dans l'énoncé 1), l'exercice concerne un équilibre de Donnan, donc il faut avant tout trouver les concentrations de chaque ions.
Donc le corrigé me marque directement que [Na+]=[Cl-]=110mmol/L dans le compartiment B. Donc ici, je comprends que [NaCl]=110mmol/L donne 110mmol/L de Na+ et Cl-  

Or dans le deuxième énoncé, on écrit ceci :
[K+]=[Cl-]=m/M(kcl)V=2mmol/L
soit une osmolarité de w=[K+]+[Cl-]=4mosm/L

Je ne comprends pas
Si j'avais directement calculé l'osmolarité de KCl :
w(KCl)=2x(m/M(KCl).V)=4mosm/L, j'aurais conclu que
[Na+]=[Cl-]=4 mosmol/L suivant le raisonnement de l'énoncé 1
Or ici on divise par deux

Du coup je ne comprends pas cette nuance, je vois dans plusieurs exercices dans lesquels ils font ils ne divisent pas par 2 et d'autres oui

Peut être qu'il y a une subtilité que je n'ai pas compris

Si quelqu'un peut m'éclairer sur ce point ci, je suis preneur

PS: notre prof précise quand dans ce chapitre, osmolarite, osmolalité ainsi que concentration molaire et molale sont confondues

Merci d'avance

Posté par
gts2
re : Osmolarité 21-12-20 à 17:55

Bonjour,

Dans le 1 : il y a 110 mmol/L de NaCl donc après dissociation 110 mmol/L de Na+ et 110 mmol/L de Cl- soit au total 220 mmol/L

Dans le 2 : il y a m/(M*V) =2 mmol/L de KCl donc après dissociation 2 mmol/L de K+ et 2 mmol/L de Cl- soit au total 4 mmol/L  

C'est exactement la même chose, même résultat, même calcul dans les deux cas.

Eventuellement préciser votre question.

Posté par
Lelaitcbon
re : Osmolarité 21-12-20 à 18:07

Merci pour cette précision,

Mais, lorsque vous parlez de 220mmol/L, cela correspond à l'osmolarité ou la concentration molaire ?

Posté par
Lelaitcbon
re : Osmolarité 21-12-20 à 18:11

Car mon problème :
D'habitude, je calculais l'osmolarité d'un composé par exemple NaCl, puis je prenais cette même valeur pour Na+ et Cl- (comme ce que a fait l'énoncé 1)

Mais dans l'énoncé 2, ils distinguent K+ et Cl- en divisant par 2 la concentration de KCl

or si j'étais pari du même raisonnement que le 1); j'aurais dit que [KCl]=[K+]=[Cl-] et non [KCl]=[K+]/2 ?

je dis tout ceci mais probablement c'est la même chose comme vous dîtes, mais je mélange  

Posté par
Lelaitcbon
re : Osmolarité 21-12-20 à 18:17

Ah mais donc :
si je comprends bien votre message :

si l'on part d'une osmolarité (donc en faisant 2.[NaCl] par exemple), on doit diviser par 2 pour trouver la concentration de chaque ion

et

si l'on part d'une concentration [NaCl], c'est donc la même valeur pour les concentration de chaque ion ? et donc sommer ces deux concentrations d'ions pour trouver l'osmolarité ?

et donc c'est pour ceci que 2) est parti de la concentration des deux ions et les a sommé pour trouvé l'osmolarité ?
et du coup, 1) est parti d'une concentration de NaCl est, d'après ce que j'ai dit en haut, on doit garder cette même valeur pour les ions ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Osmolarité 21-12-20 à 18:23

Bonsoir à vous deux,

@ Lelaitcbon : pour la partie concentration molaire, attention à ne pas mélanger les notations :

* Si on dissout n(soluté) mol de soluté dans l'eau pour faire un volume V de solution, alors la concentration molaire de la solution est : \text{C} = \dfrac{\text{n}_{\text{(soluté)}}}{\text{V}}

On emploierait donc davantage la notation C_{NaCl} pour la concentration molaire en chlorure de sodium introduit

* Si le volume V d'une solution contient n(X) mol de l'espèce X, alors la concentration molaire de X dans cette solution est : \text{[X]} = \dfrac{\text{n(X)}}{\text{v}}

On emploierait donc davantage la notation [Na^+] et [Cl^-] pour les concentrations molaires des espèces présentes dans la solution préparée.

Pour relier C_{NaCl} à [Na^+] ou [Cl^-], cette fiche peut s'avérer utile : [lien]


Pour ce qui est de l'osmolarité ça me dépasse ...

Je vous laisse poursuivre ...

Posté par
gts2
re : Osmolarité 21-12-20 à 18:40

Je crois que vous raccrochez trop aux formules.
L'osmololarité c'est la concentration totale :  on écrit ce qu'on introduit dans la solution, on écrit les réactions de dissociation et on fait la somme des concentrations.

Citation :
si l'on part d'une osmolarité (donc en faisant 2.[NaCl] par exemple), on doit diviser par 2 pour trouver la concentration de chaque ion

A oublier !
J'introduit c moles de NaCl je me retrouve, après dissociation avec c moles de Na+ et c moles de Cl-, donc ctot=2c.

Donc la proposition suivante est nettement plus claire.
Citation :
si l'on part d'une concentration en NaCl, c'est donc la même valeur pour les concentration de chaque ion ? et donc sommer ces deux concentrations d'ions pour trouver l'osmolarité ?

NaCl -> Na+ + Cl- est totale, donc si on introduit n moles de NaCl, on se retrouve avec n moles de Cl - et n moles de Na+.

Citation :
2) est parti de la concentration des deux ions et les a sommé pour trouvé l'osmolarité ?

En 2) le texte fait rigoureusement le même calcul, même raisonnement : grâce à la masse molaire, on trouve la quantité de KCl introduit et comme KCl -> K+ + Cl- est totale, donc si on introduit n moles de KCl, on se retrouve avec n moles de Cl - et n moles de K+.
Je ne vois aucune différence de raisonnement entre les deux.

Posté par
Lelaitcbon
re : Osmolarité 21-12-20 à 20:55

Merci beaucoup à vous deux (je ne savais pas pour les notations mais du coup je ferais plus attention avec ces nuances )

Je comprends beaucoup mieux !

Okayy donc si j'ai bien compris, dans l'énoncé 1, ils ne parlaient pas du tout d'osmolarité ? Et donc comme vous avez dit plus haut, il fallait juste additionner 110+110=220mosmol/L et cest ce résultat qui correspond à l'osmolarité ?

alors désolé enfaite je me rembrouille
parce que d'accord je comprends que n NaCl donne n Na+ et n Cl-
mais si on fait l'étape inverse c'est à dire en partant de Na+ et Cl- : on les calcul en faisant n/V mais ensuite si j'ai bien compris, il faut les sommer donc finalement NaCl=2n ?
Et pourtant on avat dit que n NaCl donne n Na et n Cl

Désole enfaite je m'embrouille beaucoup

Posté par
gbm Webmaster
re : Osmolarité 21-12-20 à 21:08

En l'absence de gts2,

Citation :
parce que d'accord je comprends que n NaCl donne n Na+ et n Cl-
mais si on fait l'étape inverse c'est à dire en partant de Na+ et Cl- : on les calcul en faisant n/V mais ensuite si j'ai bien compris, il faut les sommer donc finalement NaCl=2n ?
Et pourtant on avat dit que n NaCl donne n Na et n Cl

As-tu lu la fiche que je t'ai fournie, en particulier les §4 et 6. ?

Je te conseille de faire comme celle-ci et de repartir de l'équation de dissolution pour exprimer une relation en quantité de matière.

Je m'éclipse, bonne soirée !

Posté par
Lelaitcbon
re : Osmolarité 21-12-20 à 21:10

Merci bonne soirée
D'accord je vais lire votre article
Merci

Posté par
gbm Webmaster
re : Osmolarité 21-12-20 à 21:17

Je t'en prie .

Tu verras que l'exemple de la fiche est plus "compliqué" que la dissolution du chlorure de sodium :

NaCl_{(s)} \rightarrow Na^+_{(aq)} + Cl^-_{(aq)}

Donc d'après cette équation, pour 1 mole de NaCl dissoute, il se forme 1 mole de Na^+ et 1 mole de Cl^-

donc on peut écrire :

\dfrac{n(NaCl)}{\textcolor{blue}{1}} = \dfrac{n(Na^+)}{\textcolor{green}{1}} = \dfrac{n(Cl^-)}{\textcolor{red}{1}}

\Leftrightarrow C_{NaCl} \times V = [Na^+] \times V = [Cl^-] \times V

qu'on peut simplifier

\Leftrightarrow C_{NaCl} = [Na^+] = [Cl^-]

Je m'éclipse pour de bon, bonne soirée

Posté par
gts2
re : Osmolarité 21-12-20 à 23:36

Citation :
mais si on fait l'étape inverse c'est à dire en partant de Na+ et Cl- : on les calcul en faisant n/V mais ensuite si j'ai bien compris, il faut les sommer donc finalement NaCl=2n ?
Et pourtant on avat dit que n NaCl donne n Na et n Cl

Je ne comprends absolument pas votre raisonnement, 1 NaCl donne 1 Cl- (et réciproquement), comment pourrait-il en être autrement ?
Repartez avec le tableau d'avancement :
NaClNa+Cl-
(a)n00
(b)0nn

Soit vous partez de (a) en connaissant la quantité de NaCl  que vous avez mis et vous obtenez (b) après dissociation.
Soit vous partez de (b) en connaissant la quantité d'ions dans la solution et vous obtenez (a) qui vous donne la quantité de NaCl à introduire.
Dans le cas présent, c'est un peu inutile, mais l'avantage est que l'on peut ainsi faire des choses plus compliquées comme dit gbm.

Ensuite, mais seulement ensuite, vous calculez la concentration totale en espèces dissoutes : w = (Na+)+(Cl-)

Conclusion : il n'y a pas à diviser ou multiplier par 2. Il s'agit de déterminer la concentration des diverses espèces dissoutes et d'additionner celles-ci pour  obtenir l'osmolarité.

Posté par
Lelaitcbon
re : Osmolarité 22-12-20 à 00:27

Bonsoir, merci beaucoup gbm pour votre document car je ne savais pas qu'il fallait prendre en compte la stochieométrie comme a fait l'exemple 6 aha j'ai appris une chose


Ensuite, en ayant fait un tableau d'avancement, je vois un peu plus clair : donc finalement je comprends mieux pourquoi n NaCl donne n Na+ et n Cl-.

Mais donc si je conclus : C(NaCl)=C(Na+)=C(Cl-) concerne la concentration et donc l'osmolarité est tout simplement la somme des deux ions ?

Et c'est pour cela que, imaginons dans l'énoncé 1) s'ils nous avaient donné l'osmolarité en NaCl et non sa concentration, on aurait simplement, dans ce cas ci, divisé par 2 pour trouver les concentrations de chaque ion n'est ce pas ?

Je commence à comprendre
du coup la question est : il faut donc pouvoir savoir si on nous parle de concentration ou d'osmolarité c'est ça ?

Donc :
[NaCl]=[Na+]=[Cl-]
w(NaCl)=[Na+]+[Cl-]<=>\frac{w(NaCl}{2}=[Na+]=[Cl-]

Suis je sur la bonne voie ?

Merci beaucoup pour votre aide

Posté par
gts2
re : Osmolarité 22-12-20 à 06:57

Citation :
Bonsoir, merci beaucoup gbm pour votre document car je ne savais pas qu'il fallait prendre en compte la stœchiométrie comme a fait l'exemple 6 aha j'ai appris une chose


Alors comment faisiez vous avec le sel de potassium K10P, vous disiez que (K+)=Co ?

Citation :
Il faut donc pouvoir savoir si on nous parle de concentration ou d'osmolarité c'est ça ?

Oui et non, l'osmolarité est une concentration !
Mais quand on parle de concentration, on parle de concentration de quelque chose !
Avec une solution de 0,1 mol/L de NaCl, on a une concentration en Na+ de 0,1 et une concentration 0,2 en espèces dissoutes.

w(NaCl) ne veut pas dire grand chose, l'osmolarité est une caractéristique de la solution et dans la solution, il n'y a pas de NaCl en solution mais uniquement Na+ et Cl-.
De la même manière (mais gbm te l'a déjà dit) [NaCl] n'a pas de sens : il n'y a pas de NaCl en solution.

Posté par
Lelaitcbon
re : Osmolarité 22-12-20 à 14:29

D'accord, enfaite pour le K10, j'avais juste pas fait le lien : je le faisais que dans ce type d'exercice sans réellement faire le lien mais bon là j'ai compris

Okay donc je vais essayer d'appliquer la conclusion que j'ai faite dans mon message précedente



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