Thème

Thème : le sport / Sous-thème :
Les besoins et les réponses de l’organisme lors d’une pratique sportive
Chapitre 2 - Cours
I. La mole
Les réactions chimiques mettent en jeu un grand nombre d’atomes, de molécules ou d’ions.
Exemple : Il y a 85 milliards de milliards d’atomes dans 1 mm3 de métal de cuivre.
Les chimistes ont donc éprouvé le besoin de définir une unité qui permette d’exprimer les quantités d’atomes,
de molécules ou d’ions, c’est-à-dire les quantités de matière, à l’échelle humaine; cette unité est la mole
(symbole mol).
1. Définition de la mole
La mole est la quantité de matière d’un système contenant autant d’entités élémentaires qu’il y a
d’atomes dans 12 g de carbone 12.
Remarque : en chimie une entité est un ……………….., un ………………… ou …………………………
On parle ainsi d’une mole d’atomes de cuivre Cu, d’une mole de molécules de dioxygène O2, d’une mole d’ions
sulfate SO42-
Remarque : Pourquoi le carbone ? Parce qu’il fallait bien choisir parmi les éléments les plus courants.
Pourquoi spécifier carbone “ 12” ? A cause des isotopes du carbone (les isotopes 13 et 14 en particulier,
présents dans le carbone naturel et qui fausseraient la mesure s’ils étaient pris en compte).
Pourquoi 12 g ? Parce qu’il est très astucieux d’identifier la masse d’une mole d’atomes (en gramme) au nombre
de nucléons de l’atome en question. (L’atome de carbone possède 12 nucléons).
2. La constante d’Avogadro
Les mesures récentes indiquent qu’il y a 6,022 137 . 1023 atomes dans 12 grammes de carbone 12.
On arrondit cette valeur à 6,02 . 1023.
Considérons un échantillon de matière contenant N individus (entités élémentaires).
A chaque fois que l’on a 6,02. 1023 individus, on dit que l’on a ………………………….. de ces individus.
Il y a donc proportionnalité entre le nombre N d’individus et la quantité de matière n :
La constante de proportionnalité, notée NA, est appelée constante d’Avogadro. Son unité est mol-1 car NA
représente le nombre d’individus par mole.
3. Détermination d’une quantité de matière à partir du nombre N d’entités chimiques
L’intérêt de la constante d’Avogadro est de pouvoir passer d’entités de dimensions microscopiques, dont on
peut difficilement mesurer la masse et le volume, à une quantité énorme de ces entités, dont la masse et le
volume peuvent être évalués plus facilement.
La quantité chimique n d’un échantillon contenant N entités chimiques est :
La mole
Cours n°3
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II. Les masses molaires
1. Définition générale.
La masse molaire d’une espèce chimique est la masse d’une mole d’entités de cette espèce.
On symbolise la masse molaire par M. La masse molaire s’exprime donc en g.mol-1.
2. Masse molaire atomique.
Définition : La masse molaire atomique M d’un élément est la masse d’une mole d’atomes de cet élément.
Son unité est le g.mol-1.
3. Masse molaire moléculaire.
Définition : La masse molaire moléculaire est la masse d’une mole de molécules de l’espèce considérée.
Calcul : La masse molaire moléculaire s’obtient en faisant la somme des masses molaires atomiques des
atomes qui constituent la molécule (en tenant compte des coefficients de la formule moléculaire).
Exemple :
3
NH
M
= ………………………………………………………………………………………………..
Remarque : La masse d’une mole d’ions monoatomiques est égale à la masse molaire atomique de l’élément
chimique correspondant. (
Na
M
=
Na
M
= 23,0 g.mol-1.)
III. Détermination d’une quantité de matière d’un échantillon
1. A partir de la masse molaire
La connaissance de la masse molaire d’une espèce chimique permet de déterminer directement la quantité de
matière d’un échantillon par une simple pesée.
La quantité chimique n d’un échantillon de masse m d’entités
chimiques de masse molaire M est :
2. A partir du volume d’un liquide
a. La masse volumique (rappels)
Par définition, la masse volumique d’un corps est égale au quotient de
…………………………………. de ce corps par son ……………………….
La masse volumique s’exprime en kg.m-3 ou en g.cm-3, avec 1 g.cm-3 = 103 kg.m-3.
b. La densité d’un liquide
La densité d d’un corps liquide ou solide est égale au quotient de la ……………………
……………….. de ce corps par la ……………….… ……….de l’………….., ces deux volumes étant
mesurés dans les mêmes conditions de température et de pression :
c. Calcul de la quantité de matière
Connaissant la masse volumique d’un corps, son volume et sa masse
molaire, la quantité de matière de ce corps est :
Exemple.
La masse volumique de l’éthanol est 0,789 g.cm-3. La quantité de matière d’éthanol (C2H5OH) contenue dans un
volume V = 25,0 cm3 est donc :