Chapitre 4 Comment compter en chimie? I) Qu’est-ce qu’une quantité de matière 1) La mole unité de quantité de matière (def voir TP) I) Qu’est-ce qu’une quantité de matière 1) La mole unité de quantité de matière (def voir TP) Une mole d’entités chimiques est la quantité de matière d’un système contenant autant d’unités qu’il y a d’atomes dans 12,0 g de carbone 12. Le nombre n de moles d’entités contenues dans un échantillon de matière s’appelle la « quantité de matière » contenue dans l’échantillon. Une mole contient toujours le même nombre d’entités : 6,02.1023 entités dans chaque mole et ce, quelque soit la nature des entités. 2) La constante d’Avogadro Dans un échantillon il y a : n moles d’entités. NA entités dans 1 mole. N entités en tout. Rapport entre N et n : N= n x NA pas d’unité en mol en mol-1 / NA x NA Nombre de particules N Quantité de matière n en mol II) comment définir et calculer une masse molaire ? une mole contient toujours le même nombre d’entités mais sa masse change selon la nature des entités qui la constituent 1) Masse molaire atomique La masse molaire atomique M X d’un élément est la masse d’une mole d’atomes de cet élément. Elle s’exprime en g.mol-1 2) Masse molaire moléculaire La masse molaire moléculaire d’une espèce chimique est la masse d’une mole de molécules de cette espèce Son calcul s’effectue en additionnant les masses molaires atomiques de chacun des atomes qui constituent cette molécule. • Calculer la masse molaire moléculaire du saccharose C12H22O11 M(C12H22O11) = 12x M(C) + 22xM(H) + 11x M(O) M(C12H22O11) = 12x 12,0 + 22x1,0 + 11x 16,0 M(C12H22O11) = 342,0 g.mol-1 3) Masse molaire ionique La masse molaire ionique d’un ion monoatomique est la masse d’une mole de cet ion. La masse des électrons étant négligeable devant celle de l’atome , la masse molaire ionique est égale à la masse molaire atomique de l’élément correspondant. Cu2+ Cu III) comment déterminer une quantité de matière d’un corps pur ? 1) Relation entre masse et quantité de matière La quantité de matière n d’un corps pur (solide, liquide ou gazeux) de masse m d’entités chimiques de masse molaire M vaut : 𝑚 𝑛= 𝑀 en mol en g g.mol-1 2) Relation entre volume et quantité de matière Rappels : 𝑚 𝜌= 𝑉 Masse volumique : elle peut s’exprimer en kg.m-3 ; en g.L-1 ; en g.mL-1 A toute température, on a donc : 𝑚 = 𝜌 × 𝑉 La densité d d’un corps par rapport à l’eau 𝑑= 𝜌𝑒𝑠𝑝è𝑐𝑒 𝜌𝑒𝑎𝑢 la densité s’exprime par un nombre sans unité La quantité de matière n d’un corps pur (solide, liquide) de volume V d’entités chimiques de masse molaire M vaut : 𝜌×𝑉 𝑛= 𝑀 n en mol ρ en g.cm-3 ou g.mL-1 V en cm3 ou en mL. M en g.mol-1 3) QUANTITÉ DE MATIÈRE ET VOLUME D’UN ÉCHANTILLON À L’ÉTAT GAZEUX : A température et pression constante, le volume occupé par une mole de gaz est indépendant de la nature du gaz. Ce volume est appelé volume molaire. On le note Vm. Il s’exprime en L.mol-1. Le volume molaire ne dépend pas de la nature du gaz mais de la température et de la pression La quantité de matière n d’un échantillon gazeux de volume V d’entités chimiques de volume molaire Vm vaut : 𝑉 𝑛= 𝑉𝑚 en mol en L en L.mol-1
