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01-qtte-de-matiere

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Calcul de la quantité de matière d’une substance
I-) Comment déterminer la quantité de matière d’un composé chimique A dans
n’importe quelle situation ?
Lorsqu'on indique un nombre d'entités chimiques (atomes, molécules, ions) on exprime une
quantité de matière. Celle-ci est exprimée en mole (symbole : mol)
1er cas-) La substance est un corps pur à l’état gazeux
Si A est un corps
pur gazeux
On
On connaît
connaît
La masse m(A) du gaz (en
Le volume V (en L) qu’il occupe
On calcule
On cherche dans l’énoncé
La valeur du volume molaire VM (enL.mol-1)
La masse molaire M(A) du gaz en g.mol-1
On en déduit
On en déduit
Sa quantité de matière n(A) est (en mol ):
n(A) = V / Vm
La quantité de matière n(A) est :
n(A) = m(A) / M(A)
2ème cas-) La substance est un corps pur à l’état liquide ou solide
Si A est un corps pur
liquide ou solide
On connaît
On connaît
Le volume qu’il occupe V (en L)
On connaît
Sa masse volumique (A)
(en g.L-1)
On en
déduit
Bel Arbi Abdelmajid (98 748 769)
Sa masse m(A) (en g ):
m(A) = (A)  V
Sa masse molaire M(A)
en (g.mol-1)
On en
On en déduit
déduit
Sa masse volumique :
(A) = d  (eau)
On calcule
On connaît
Sa densité d (sans unité):
d = (A) / (eau)
On en
Sa masse m(A) (en g )
On en
déduit
déduit
La quantité de matière n(A)
est : n(A) = m(A) / M(A)
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Calcul de la quantité de matière d’une substance
3ème
cas-) La substance est dissoute en solution aqueuse
Si A est dissous en
solution
On
On connaît
connaît
Sa concentration molaire C(A) (en mol.L-1 )
Sa concentration massique C ’ (A) en g.L-1
On connaît aussi
On connaît aussi
le volume de solution Vsolution (en L)
Le volume de solution Vsolution (en L)
On en déduit
On en déduit
La quantité de matière n(A) est :
n(A) = C(A)  Vsolution
Sa masse m(A): m(A) = C ’ (A) Vsolution
Puis on calcule
Sa masse
molaire M(A)
On en
déduit
Sa quantité de matière : n(A) = m(A) / M(A)
II-) Applications :
Exercice n°1 :
I- Préparation d'une solution d'iodure de potassium et dilution.
On donne la liste du matériel disponible au laboratoire de chimie:
Erlenmeyer : 100 mL
Burette graduée : 25 mL
Pipettes jaugées : 1,00 mL ; 10,0 mL ; 20,0 mL
Eprouvettes graduées : 10 mL ; 100 mL
Pissette d’eau distillée
Béchers : 100 mL ; 250 mL
Fioles jaugées : 50,0 mL; 100 mL; 250 mL
500 mL ; 1,00 L ; 2,00 L
Pipettes graduées : 10 mL ; 20 mL
Pipette simple
Pipeteur
1°/ On souhaite préparer un volume V = 500 mL d'une solution S1 d'iodure de potassium (KI)
de concentration C1 =0,40 mol.L-1.
On dispose d'iodure de potassium solide de masse molaire M(KI)= 166,0 g.mol-1.
a- Quelle masse de solide faut-il prélever pour préparer cette solution ?
b- Donner le protocole de la préparation de la solution S0 par dissolution.
2°/ On souhaite préparer une solution S’1 de concentration C1' =4,0.10-2 mol.L-1 et de volume
V1' =100mL à partir de la solution S0.
a- Comment s'appelle cette méthode ?
b- Proposer un protocole expérimental (en utilisant la liste de matériel). On justifiera
soigneusement le choix de la verrerie utilisée.
3°/ Préparation d'un mélange réactionnel.
On dispose de deux béchers (A) et (B) contenant successivement un volume V1=60mL de la
solution S1 et un volume V2=100mL d’une solution S2 de peroxodisulfate de potassium
K2S2O8 de concentration molaire C2=4.10-2 mol.L-1
Bel Arbi Abdelmajid (98 748 769)
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Calcul de la quantité de matière d’une substance
A la date t=0 on mélange les contenus des deux
béchers.
Calculer la concentration molaire initiale des ions
iodures (I-), des ions peroxodisulfate (S2O82–) et des
ions potassium (K+) dans le mélange obtenu.
(A)
(B)
KI
C1=0.4mol.L-1
V1 = 60 mL
C2=0.04Kmol.L1
V = 100 mL
Exercice n°2 :
On mélange à la date t=0, un volume V1 =37,5cm3 de propan-1-ol de masse volumique
ρ1=0,8 g.cm-3 et un volume V2=19,2 cm3 d’acide méthanoïque de masse volumique
ρ2=1,2g.cm-3. On donne : M(C) =12g.mol-1, M(H) = 1g.mol-1, M(O) = 16 g.mol-1.
1°/ Donner les formules brutes et les formules semi-développées du propan-1-ol et d’acide
méthanoïque.
2°/ Calculer la composition molaire initiale du mélange réactionnel.
Exercice n°3 :
On mélange à la date t=0, un volume V1 =40cm3 d’une solution aqueuse de sulfate de fer III :
Fe2(SO4)3 de concentration molaire C1=0,1 mol.L-1 et un volume V2=60 cm3 d’une solution
aqueuse d’hydroxyde de sodium NaOH de concentration molaire C2=0,2 mol.L-1.
1°/ Ecrire l’équation de la réaction sachant qu’il se forme un précipité d’hydroxyde de fer III :
Fe(OH)3.
2°/ Calculer la concentration molaire initiale d’ions fer III (Fe3+) et d’ions hydroxyde (OH–)
dans le mélange
3°/ Calculer la masse d’hydroxyde de fer III formé. M(Fe) = 56 g.mol-1 ; M(O) = 16 g.mol-1 et
M(H) = 1 g.mol-1
Exercice n°4 :
On étudie la réaction d’estérification de l’acide méthanoïque (HCOOH) avec le propan-1-ol
(CH3CH2CH2OH). Pour cela on mélange 19,2 mL d’acide avec 37,5 mL d’alcool et on
maintient la température du mélange obtenu à une valeur constante tout au long de
l’expérience.
1°/ Montrer que le mélange est équimolaire et que le nombre de mole de chacun des deux
réactifs est de 0,5 mole.
On donne : * ρ(propan-1-ol) = 0,8g.cm-3 ; ρ(acide méthanoïque) = 1,2g.cm-3 .
* Les masses molaires : M(propan-1-ol) = 60 g.mol-1 ; M(HCOOH) = 46 g.mol-1
2°/ Ecrire l’équation de la réaction d’estérification et donner ses caractères.
3°/ On prélève un volume V = 2mLdu mélange toutes les 5min et après refroidissement on
dose l’acide restant avec une solution de soude (NaOH) de concentration CB = 1mol.L-1
a- Calculer la quantité de matière d’acide n0 contenu initialement dans le volume V.
b- Etablir l’expression de la quantité de matière d’ester dans le volume V à un instant t en
fonction de n0, CB et VB.
Bel Arbi Abdelmajid (98 748 769)
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