masse atome -"peut être" -met 11

Thème 2 : La santé
Chap 2 Quantité de matière
(Chap 9 sur le livre)
I Quantité de matière et mole
I.1 Nécessité d'une unité appropriée
1) Quelle est la masse d'un atome de carbone
12 (12C)? mnucléon = 1,67.10-24 g
2) Peut-on prélever un atome de carbone 12 au
laboratoire?
3) Combien y a t-il d'atomes de carbone dans
1g? Comparer cette valeur à la population
mondiale (7 milliards)
La masse d'un atome de carbone est très petite
(2,0.10-23g)
Par conséquent, il y a un très grand nombre
d'atomes dans un petit morceau de charbon.
L'utilisation de très grands nombres n'étant pas
aisée, le chimiste introduit une nouvelle grandeur :
la quantité de matière et une nouvelle unité : la
mole.
I.2 La mole : unité de quantité de matière.
Vidéo : la mole
Pour faciliter le comptage d'un grand nombre
d'objets identiques, on les regroupe par paquet
● Exemples
- une douzaines d'oeufs
- une ramette de 500 feuilles de papiers
- une boite de 200 agrafes
De la même manière, en chimie, on regroupe les
particules (atomes, molécules ou ions) en paquets.
Une mole d'atomes (ou de molécules ou d'ions)
est un ensemble de 6,02.1023 atomes (ou
molécules ou ions) identiques.
I.3 La constante d'Avogadro NA
La constante d'Avogadro
NAest le nombre d'entités
dans une mole soit 6,02.1023
mol-1
On en déduit la relation
entre le nombre N d'atomes,
de molécules, d'ions...
contenus dans un système
et la quantité de matière n
correspondante.
Le chimiste italien Amedeo Avogadro
(1776-1856). C’est en hommage à ses
travaux qu’on a donné son nom à une
constante.
Pour calculer la quantité de matière en moles n à
partir du nombre d’entités chimiques N, on utilise
la relation :
Nombre d'entités
N
n=
(sans
unité)
N
A
Quantité de
matière en mole
Nombre d'Avogadro
(NA=6,02.1023mol-1)
De la relation précédente, on en déduit la relation
équivalente : N =n× N A
Remarque : 1mmol =10-3 mol
Ex 1(questions 1 et 2) p173
Ex2 (question 1) p173
II Masse molaire
II.1 Masse molaire atomique
a) Définition
La masse molaire atomique M d'un élément est la
masse d'une mole d'atomes de cet élément.
Elle s'exprime en gramme par mole (g.mol-1).
Les valeurs des masses molaires atomiques des
éléments figurent dans la classification périodique
des éléments.
Exemples : MLi = 6,9 g.mol-1 MP = 31,0 g.mol-1
b) masse molaire d'un isotope
Pour calculer la masse molaire atomique d'un
élément, il faut prendre en compte l'ensemble de
ses isotopes en tenant compte des proportions de
chaque isotope dans la nature
● Exemple:
1) Calculer la masse molaire de l'élément Chlore
sachant que dans la nature, on trouve 75,8% de
35 Cl
l'isotope
(M=35 g.mol-1)et 24,2% de l'isotope
17
37 Cl
(M=37 g.mol-1).
17
2) Vérifier votre résultat à l'aide de la classification
périodique.
II.2 Masse molaire moléculaire
Combien de mole d'atomes d'hydrogènes y a-t-il
dans une mole de molécule d'eau ?
Combien de mole d'atome d'oxygène y a-t-il dans
une mole de molécule d'eau ?
En déduire la masse molaire d'une molécule d'eau.
La masse molaire moléculaire est la masse d'une
mole de molécules identiques.
Elle s'exprime en g.mol-1.
Elle est égale à la somme des masses
molaires atomiques de tous les atomes
présents dans la molécule.
Application : à l'aide de la classification
périodique, calculer la masse molaire de
l'urée CH4N2O
II.3 Masse molaire ionique
La masse molaire d'un ion est la masse d'une
mole de cet ion.
La masse des électrons étant négligeable devant
celle de l'atome, la masse molaire d'un ion est
égale à la somme des masses molaires atomiques
des éléments présents dans l'ion.
Application : à l'aide de la classification
périodique, calculer la masse molaire de l'ion
permanganate MnO4-
II.4 Quantité de matière et masse
La quantité de matière n d'un échantillon de
masse m d'entités chimiques (atomes, molécules
ou ions) de masse molaire M vaut :
m=n× M
masse molaire
en g.mol-1
Quantité de
masse en
matière en mole
gramme (g)
(mol)
De la relation précédente, on en déduit : n= m
M
Ex 8, 9, 10, 11, 13 p174
III Qu'est ce qu'une solution ?
III.1 Solution, solvant et soluté
Une solution est obtenue par dissolution d'un
soluté dans un solvant.
Lorsque le solvant est l'eau, la solution est appelée
solution aqueuse.
III.2 Notation
La formule chimique d’une espèce se note
différemment selon que l’espèce est ou non en
solution.
● Quand l'espèce n'est pas dissoute, on écrit la
formule chimique en la faisant suivre de son
état physique entre parenthèses, soit (s) pour les
solides, (l) pour les liquides et (g) pour les gaz.
● Après la dissolution, si le solvant est l’eau, on
obtient une solution aqueuse.
La formule des espèces est alors suivie de (aq).
III.3 Solution moléculaire et ionique
Une solution peut contenir des molécules ou des
ions.
● Solution moléculaire
Lors de la dissolution, les molécules se dispersent
dans le solvant.
Ex : dissolution du sucre (saccharose)
C12H22O11(s) → C12H22O11(aq)
Animation dissolution glucose
● Solution ionique
Lors de la dissolution d'un composé ionique, il se
forme des ions.
Animation dissolution
Ex : dissolution du sel (chlorure de sodium)
NaCl(s) → Na+(aq) + Cl-(aq)
Comme une solution ionique est électriquement
neutre , cela implique l’égalité du nombre de
charges positives et négatives dans la solution.
Ex : dissolution du chlorure de barium
BaCl2(s) → Ba2+(aq) + 2Cl-(aq)
III.4 Solution saturée
Une solution est saturée lorsque le soluté introduit
n'est pas totalement dissout malgré l'agitation de
la solution.
IV Calculs de concentration
IV.1 Concentration massique
La concentration massique Cm(notée aussi t) d'une
espèce chimique est la masse m de cette espèce
chimique dissoute dans un litre de solution.
Masse en
m
C m=
gramme g
Concentration
V
-1
massique en g.L
Volume en litre L
Les étiquettes des eaux minérales indiquent
souvent les concentrations massiques des ions
dissous en mg.L-1
IV.2 Concentration molaire
La concentration molaire C d'une espèce chimique
est la quantité de matière n de cette espèce
chimique dissoute dans un litre de solution.
Concentration
molaire en mol.L-1
n
C=
V
Quantité de
matière en mol
Volume en litre L
Les résultats d'analyses médicales indiquent,
généralement, les concentrations massiques et
molaires d'espèces chimiques dosées dans le
sang.
Ex 1(questions 3 et 4), 3, 4, 5, 6 et 7 p173
V Préparation d'une solution
V.1 Par dissolution
Voir fiche méthode p343
Pour préparer une solution aqueuse de
concentration molaire C et de volume V , la masse
m de solide S de masse molaire M à dissoudre est
m=C.V.M=Cm.V
Animation préparation d'une solution
à partir d'un solide
http://www.dailymotion.com/video/xgx0h2_faire
-une-dissolution_tech
V.2 Par dilution
Voir fiche méthode p342
Il y a la même quantité de matière de soluté dans
la solution mère et dans la solution fille, on peut
donc écrire :
nmère= nfille
Cmère Vmère=CfilleVfille
Il faut donc prélever un volume de solution mère
C file×V fille
V mère=
Cmère
Le facteur de dilution est égale à :
Cmère V fille
F=
=
C fille V mère
Remarque : pour prélever la solution mère, il faut
mieux utiliser si c'est possible une pipette jaugée
(plus précise) qu'une pipette graduée.
Animation dilution
video dilution
Ex14, 15, 16, 17, 18 p175
23p177 (objectif 1èreS)