Chapitre 1 : La mole Constitution et transformation de la matière Activité 1 : La mole, unité de la quantité de matière Qu’est-ce que la quantité de matière ? Première partie : Introduction Déterminer la masse m de l’atome d’aluminium . On admettra que l’atome d’aluminium est constitué de 27 nucléons et que la masse d’un nucléon est mn = 1,67x10-27 kg. …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………………… Combien y-a- t-il d’atomes N dans une règle de 10 g ? …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………. Conclusion : Tout objet contient un nombre considérable d’atomes. Pour pouvoir travailler plus facilement les chimistes effectuent un changement d’échelle en regroupant les atomes en « paquets ». Chaque paquet contient 6,02x1023 atomes Combien y-a-t-il de « paquets » n dans la règle ? …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………. Deuxième partie : Qu’est-ce que la mole ? Définition La mole est un paquet contenant NA = 6,02x1023 entités chimiques identiques (atomes, ions, molécules…). Ce nombre est appelé : nombre d’Avogadro. Remarque : Avogadro est un chimiste italien (1776-1856). Quantité de matière : n La quantité de matière représente le nombre de moles présentes dans un échantillon de matière. Son unité est la mole de symbole mol. Définition « légale » de la mole Combien y-a-t-il d’atomes N dans 12 g de carbone 12 ? On admettra que la masse d’un atome de carbone 12 est m = 20 x 10-27 kg. …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………………… Chapitre 1 : La mole Constitution et transformation de la matière Remarque : En faisant des calculs plus précis on arrive à 6,02x1023 atomes. La mole est la quantité de matière (le nombre d’atomes de carbones 12) qu’il y a dans 12 g de carbone 12. Application : Combien y-a-t-il d’atomes N dans 0,5 moles d’atomes ? …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………. D’une manière plus générale, quelle relation y-a-t-il entre le nombre N d’entités chimiques identiques (atomes, molécules, ions…), n la quantité de matière et NA le nombre d’Avogadro ? …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………. Troisième partie : Qu’est-ce que la masse molaire M ? Définition La masse molaire est la masse d’une mole d’entité chimique. Elle s’exprime en g.mol-1. Masse molaire atomique C’est la masse d’une mole d’atomes en tenant compte des différents isotopes. Exemple : il existe 2 isotope du chlore : 35Cl et de masse molaire 35 g.mol-1 présent à 75,8 % dans la nature et le 37Cl de masse molaire 37 g.mol-1 présent à 24,2 %. Quelle est la masse molaire du chlore MCl ? …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………………… Remarque : La masse des électrons étant négligeable, la masse molaire d’un ion est égale à la masse molaire de l’atome correspondant. On rappelle qu’un ion est un atome ou groupe d’atome ayant gagné ou perdu des électrons. Masse molaire moléculaire C’est la masse d’une mole de molécule. Elle se calcule en tenant compte du nombre et de la nature des atomes qui la constituent. Exemple : Masse moléculaire de l’eau H2O : M = 2 x MH +MO = 1 x 2 + 16 = 18 g.mol-1 Application : Calculer la masse molaire de l’éthanol : C2H6O (Données : MC = 12 g.mol-1, MH = 1 g.mol-1 et MO = 16 g.mol-1) …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………………… Chapitre 1 : La mole Constitution et transformation de la matière Masse molaire M et quantité de matière n Quelle relation y-a-t-il entre la masse d’un échantillon m, la quantité de matière n et la masse molaire M ? …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………. Application : Calculer la quantité de matière n présente dans 250 g d’éthanol. …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………………… Quatrième partie : Volume molaire Définition Le volume molaire Vm d’une espèce chimique est le volume occupé par une mole de cette espèce. Il s’exprime en m3.mol-1 (dans le système international mais peu utilisée). On utilise plus couramment l’unité L.mol-1. Cas des gaz D’après la définition, quelle relation y-a-t-il entre la quantité de matière n de gaz, le volume V occupé par le gaz et le volume molaire Vm ? …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………. Remarque : Tous les gaz à une pression et une température donnés ont le même volume molaire Vm. Relation entre volume d’un liquide et quantité de matière Rappeler la relation entre la masse volumique ρ, la masse m et le volume V d’un liquide. …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………. Rappeler la relation entre la quantité de matière n, la masse m et la masse molaire M. …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………. En déduire la relation entre le volume V d’un liquide et sa quantité de matière n. …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………. Chapitre 1 : La mole Constitution et transformation de la matière
