Mesurer une quantité de matière

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Fiches
Classe(s) : 2de | Thème(s) : Les besoins et les réponses de l'organisme

Rappels de cours

1 L’unité de quantité de matière : la mole

 Pour mesurer les quantités de matière, on regroupe les entités (atomes, molécules ou ions) par « paquets » appelés moles.

 Une mole est la quantité de matière d’un système contenant autant d’entités qu’il y a d’atomes dans 12,0 g de carbone 12 (isotope C612). Ce nombre est égal à 6,02×1023mol1 et correspond à la constante d’Avogadro, notée NA. Le nombre N d’entités est proportionnel à la quantité de matière notée n.

N=nNA

N : nombre d’entités, sans unité.

n : quantité de matière, en mol.

NA=6,02×1023mo11 : constante d’Avogadro.

exemple Un échantillon de n=7,0 mol d’eau contient N molécules ; N=7,0×6,02×1023=4,2×1024.

2 La masse molaire

 La masse molaire atomique d’un élément est la masse d’une mole d’atomes de cet élément (voir classification) .masse molaire atomique d’un élément est la masse d’une mole d’atomes de cet élément (voir classification) .

 La masse molaire moléculaire d’une espèce est la masse d’une mole de molécules .masse molaire moléculaire d’une espèce est la masse d’une mole de molécules .

3 Calcul des quantités de matière

 La quantité de matière d’un échantillon de corps pur est proportionnelle à sa masse.

n=mM

n : quantité de matière, en mol.

m : masse de l’échantillon, en g.

M : masse molaire de l’espèce chimique, en gmol1.

 Pour un liquide pur de masse volumique ρ, la quantité de matière est proportionnelle au volume de l’échantillon.ρ, la quantité de matière est proportionnelle au volume de l’échantillon.

n=mM=ρVM

ρ : masse volumique du liquide, en gcm3.

V : volume de l’échantillon, en cm3.

M : masse molaire en gmol1.

Méthodes

Les masses molaires atomiques nécessaires aux calculs sont données dans la classification des éléments .

Calculer la masse molaire d’une espèce chimique

Calculer les masses molaires de l’eau H2O et du saccharose C12H22O11.

Conseils

L’eau et le saccharose sont constitués de molécules. La masse molaire moléculaire de chacune de ces deux espèces est égale à la somme des masses molaires atomiques des atomes qui constituent la molécule.

Solution

M(H2O)=2M(H)+M(O)=(2×1,0)+16,0=18,0gmo11.

M(C12H22O11)=12M(C)+22M(H)+11M(O)=342gmol1.

Déterminer une quantité de matière

Calculer les quantités de matière des échantillons suivants.

1. Un comprimé d’aspirine de 500 mg composé de molécules d’acide acétylsalicylique de formule C9H8O4 de masse molaire M=180 gmo11.

2. Un volume de 70 mL d’éthanol de formule C2H6O, liquide de masse volumique ρ=0,79 gcm3 et de masse molaire M=46,0 gmol1.

Conseils

2. Attention aux unités. On rappelle que 1 mL = 1 cm3.

Solution

1. Pour un solide dont on connaît la masse :

n=mM=0,500180=2,78×103mol=2,78 mmol.

2. Pour un liquide dont on connaît la masse volumique :

n=mM=ρVM=0,79×7046,0=1,2 mol.