Le cuivre (Cu), un métal connu depuis les temps anciens, est utilisé

EXEMPLE Le calcul de la masse atomique moyenne
Le cuivre (Cu), un métal connu depuis les temps anciens, est utilisé, entre autres, dans
la fabrication de câbles électriques et de pièces de monnaie. Les masses atomiques de ses
deux isotopes stables, 6
23 9Cu (69,09 %) et 6 25 9Cu (30,91 %), sont respectivement de 62,93 u
et de 64,9278 u. Calculez la masse atomique moyenne du cuivre. Les pourcentages indiqués
entre parenthèses correspondent aux proportions de chaque isotope.
Chaque isotope contribue à la masse atomique moyenne selon son abondance relative.
En multipliant la masse d’un isotope par son abondance relative en fraction (non en
pourcentage), on obtient sa contribution à la masse atomique moyenne.
En convertissant les pourcentages en fractions, puis en additionnant les contributions de
chaque isotope, on obtient la masse atomique moyenne de la façon suivante:
(0,6909)(62,93 u) (0,3091)(64,9278 u)  63,55 u
La masse atomique moyenne se situant entre les deux valeurs des masses de ces isotopes,
elle est donc plausible. Étant donné qu’il y a plus de 6
23 9Cu que de 6 25 9Cu, la masse
atomique moyenne est plus près de 62,93 u que de 64,9278 u. Aussi, le tableau
périodique indique que la masse atomique de Cu est de 63,55 u.
Les masses atomiques des deux isotopes stables du bore, 10
5B (19,78%) et 11 5B (80,22%),
sont respectivement de 10,0129 u et de 11,0093 u. Calculez la masse atomique moyenne
du bore.
EXERCICE
VÉRIFICATION
SOLUTION
DÉMARCHE
3.1
3.5 et 3.6
PROBLÈMES SEMBLABLES
86 Chapitre 3 • La stœchiométrie
Chimie générale – © 2009 Chenelière Éducation inc.

Échantillons de une mole de quelques
éléments courants
FIGURE 3.1
3.2 Le nombre d’Avogadro et la masse molaire d’un élément 87
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m /ᏹ
nᏹ
nN
A
N/N
A
Masse de
l’élément (m)Nombre de moles
de l’élément (n)Nombre d’atomes de l’élément (N)
EXEMPLE La conversion de la masse (grammes) en nombre de moles
Le zinc (Zn) est un métal de couleur argent qui entre (avec le cuivre) dans la composition
du laiton; il sert aussi à plaquer le fer pour en empêcher la corrosion. Combien y a-t-il
de moles de Zn dans 23,3 g de Zn?
Pour obtenir des moles de Zn, il faut trouver le facteur de conversion qui permet
d’obtenir des moles à partir des grammes. Utilisez ce facteur de manière à éliminer les
grammes et ainsi obtenir l’unité mol dans votre réponse.
Le facteur de conversion permettant d’obtenir des moles à partir des grammes est la
masse molaire.
Dans le tableau périodique, la masse molaire indiquée du Zn est 65,39 g. On peut écrire:
1 mol Zn 65,39 g Zn
De cette égalité découle deux facteurs de conversion:
C’est le facteur de conversion de gauche qui est approprié, car il permet d’éliminer les
grammes pour donner une réponse en mol. Le nombre de mol de Zn est:
Étant donné que 23,3 g de Zn est inférieur à la masse molaire du Zn, on s’attend à une
valeur inférieure à 1 mol.
Calculez le nombre de grammes de plomb (Pb) dans 12,4 mol de plomb.
EXERCICE
VÉRIFICATION
23,3 g Zn  0,356 mol Zn
1 mol Zn
65,39 g Zn
et
1 mol Zn
65,39 g Zn
65,39 g Zn
1 mol Zn
SOLUTION
DÉMARCHE
3.2
FIGURE 3.2
3.15 et 3.16
PROBLÈMES SEMBLABLES
3.2 Le nombre d’Avogadro et la masse molaire d’un élément 89
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m /ᏹ
nᏹ
nN
A
N/N
A
Masse de
l’élément (m)Nombre de moles
de l’élément (n)Nombre d’atomes de l’élément (N)
EXEMPLE La conversion de la masse (grammes) en nombre de moles
Le zinc (Zn) est un métal de couleur argent qui entre (avec le cuivre) dans la composition
du laiton; il sert aussi à plaquer le fer pour en empêcher la corrosion. Combien y a-t-il
de moles de Zn dans 23,3 g de Zn?
Pour obtenir des moles de Zn, il faut trouver le facteur de conversion qui permet
d’obtenir des moles à partir des grammes. Utilisez ce facteur de manière à éliminer les
grammes et ainsi obtenir l’unité mol dans votre réponse.
Le facteur de conversion permettant d’obtenir des moles à partir des grammes est la
masse molaire.
Dans le tableau périodique, la masse molaire indiquée du Zn est 65,39 g. On peut écrire:
1 mol Zn 65,39 g Zn
De cette égalité découle deux facteurs de conversion:
C’est le facteur de conversion de gauche qui est approprié, car il permet d’éliminer les
grammes pour donner une réponse en mol. Le nombre de mol de Zn est:
Étant donné que 23,3 g de Zn est inférieur à la masse molaire du Zn, on s’attend à une
valeur inférieure à 1 mol.
Calculez le nombre de grammes de plomb (Pb) dans 12,4 mol de plomb.
EXERCICE
VÉRIFICATION
23,3 g Zn  0,356 mol Zn
1 mol Zn
65,39 g Zn
et
1 mol Zn
65,39 g Zn
65,39 g Zn
1 mol Zn
SOLUTION
DÉMARCHE
3.2
FIGURE 3.2
3.15 et 3.16
PROBLÈMES SEMBLABLES
3.2 Le nombre d’Avogadro et la masse molaire d’un élément 89
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90 Chapitre 3 • La stœchiométrie
EXEMPLE La conversion de la masse (grammes) en nombre d’atomes
Le soufre (S) est un élément non métallique. Les pluies acides sont causées pour une bonne
part par la présence du soufre dans le charbon. Combien y a-t-il d’atomes dans 16,3 g
de S?
On demande de trouver le nombre d’atomes de soufre. On ne peut pas convertir directe-
ment des grammes en nombre d’atomes. De quelle unité avons-nous besoin pour con-
vertir les grammes de soufre en nombre d’atomes? Que représente le nombre d’Avogadro?
Il nous faut deux facteurs de conversion: le premier pour convertir les grammes en moles,
et le deuxième pour convertir les moles en nombre de particules (atomes). La première
étape ressemble à celle de l’exemple 3.2 ( p. 89). Parce que:
1 mol S 32,07 g S
le facteur de conversion est:
Le nombre d’Avogadro est la clé de la seconde étape. Nous avons:
1 mol 6,022 1023 particules (atomes)
et les facteurs de conversion sont:
Le facteur de gauche est approprié parce que le nombre d’atomes de S est au numéra-
teur. On peut résoudre ce problème en calculant d’abord le nombre de moles dans
16,3 g de S, puis le nombre d’atomes de S à partir du nombre de moles de S:
grammes de S 88n moles de S 88n nombre d’atomes de S
Nous pouvons effectuer ces deux étapes en une seule équation:
Ainsi, il y a 3,06 x 1023 atomes de soufre dans 16,3 grammes de soufre.
Y a-t-il moins d’atomes de soufre dans 16,3 g de soufre qu’il y en a dans un nombre d’Avo-
gadro d’atomes (NA)? Quelle masse de soufre correspondrait à NA?
Calculez le nombre d’atomes contenus dans 0,551 g de potassium (K).
EXERCICE
VÉRIFICATION
16,3 g S  3,06  10
23
atomes S
1 mol S
32,07 g S  6,022  10
23
atomes S
1 mol S
et
6,022  1023 atomes de S
1 mol S
1 mol S
6,022  1023 atomes de S
1 mol S
32,07 g S
SOLUTION
DÉMARCHE
3.3
3.20 et 3.21
PROBLÈMES SEMBLABLES
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