Partie I : L`UNIVERS

Chapitre : Doser un médicament
I. Définir une quantité de matière
I.1
La mole
Exercice 1 :
On dispose d'une balance de cuisine qui mesure la masse au gramme près.
a.
Pourquoi ne peut-on pas directement peser un grain de riz avec cette balance ?
b.
On désire pourtant évaluer la masse d'un grain de riz. Proposer une méthode.
c.
Albert place un à un des grains de riz sur le plateau de la balance jusqu'à ce que cette
dernière indique 5 g. Il a alors déposé 176 grains. En déduire la masse d'un grain de riz
ainsi que son poids.
d.
Déterminer le nombre, noté A, de grains de riz dans un paquet de 500 g.
e.
Peut-on acheter un grain de riz dans le commerce ? Pourquoi ?
f.
Quel est l'intérêt de regrouper les grains par paquet de 500 g ?
g.
Un cantine scolaire commande 35 paquets de riz. Déterminer
l'expression de la quantité n de grains de riz en fonction de A.
h.
Calculer cette quantité n.
i.
Une personne fait le pari de manger une quantité de 100 000 grains de
riz en un repas. Combien de paquet doit-elle cuisiner ? Conclure.
Les atomes et molécules qui constituent la matière sont des entités extrêmement petites et légères. Aussi, en chimie, on ne peut
travailler avec qu'en les prenant par paquets. Le nombre d'entités par paquet a été calculé pour la première fois en 1835 par le
physicien autrichien Johann Loschmidt.
• Ces paquets appelés moles (abrév. mol) possèdent tous exactement la même quantité d'éléments : 6,022  10 .
• Ce nombre d'éléments par mole (ou paquet), est appelé "nombre d'Avogadro" et est noté NA ou N.
23
-1
• Ainsi : NA = 6,022  10 élémentsmol
23
Exemple :
Dans une mole d'eau, il y a donc environ 602 200 000 000 000 000 000 000 molécules d'eau.
100 km
100 km
1 cm
100 km
1/4
A retenir :

« Déterminer la quantité de matière... » signifie « Déterminer le nombre de moles... ».
Exercice 2 :
22
a.
Un désert renferme 5,2 × 10
b.
Une personne renverse 3,2 × 10
c.
Un flacon renferme 1,34 mole de molécules d’aspirine. Combien de molécules trouve-t-on dans ce flacon ?
d.
Une enceinte renferme 2,3 × 10
I.2
grains de sable. Combien de moles de grains de sable trouve-t-on dans ce désert ?
25
26
atomes de soufre S par terre. Quelle quantité de matière trouve-t-on alors au sol ?
atomes d’argon. Déterminer la quantité de matière présente dans cette enceinte.
La masse molaire
Exercice 3 :
a.
Un atome de carbone 12 possède une masse m( C) = 1,992 7 × 10 
12
23
14
23
g. Déterminer la masse d'une mole de cet atome.
b.
Un atome de carbone 14 possède une masse m( C) = 2,324 8 × 10
g. Déterminer la masse molaire de cet atome.
c.
Deux isotopes d'un même élément chimique ont-ils la même masse molaire ?
d.
Déterminer la masse molaire des grains de riz. Conclure.
A noter :
Chaque atome possède une masse molaire qui dépend du nombre de nucléons qu’il possède dans son noyau.
Ainsi, différents isotopes d’un même élément chimique ont une masse molaire différente.
Exemples de masses molaires d’atomes :
M (11H )  1,0 g  mol 1
M (13H )  3,0 g  mol 1
M (188O)  18,0 g  mol 1
M (189F )  18,0 g  mol 1
A retenir :
La masse molaire d’un élément chimique est la masse d’une mole de cet élément pris dans les proportions isotopiques naturelles.
Exercice 4 :
a.
Considérons une planète sur laquelle l'abondance en atomes de carbone 12 est identique à celle des atomes de carbone
14. Quelle serait alors la masse molaire MC de l'élément carbone sur cette planète ?
b.
Sur Terre, il existe de manière naturelle trois isotopes du carbone : le carbone 12, le carbone 13 et le carbone 14. Sachant
-1
que la masse molaire de l'élément carbone sur Terre vaut 12,01 gmol , que peut on en déduire sur l'abondance respective
de ces trois isotopes ?
c.
Sur Terre, la masse molaire de l'élément chlore vaut 35,5 gmol . Sachant qu'il existe de manière naturelle du chlore 35 et
du chlore 37, lequel de ces isotopes est le plus commun ?
-1
Masses molaires à connaître :
• M H  1,0 g  mol 1
• M C  12,0 g  mol 1
• M N  14,0 g  mol 1
• M O  16,0 g  mol 1
I.3
La masse molaire moléculaire
La masse molaire moléculaire est la masse d'une mole d'une molécule donnée.
Exercice 5 :
a.
Déterminer la masse molaire de l'eau sachant que dans 1,0 L il y a une quantité de
55,6 mol de molécules d'eau.
b.
Donner la formule brute de l'eau. En déduire la quantité (en mol) d'atomes
d'oxygène et la quantité (en mol) d'atomes d'hydrogène dans une mole d'eau.
c.
Retrouver à l'aide de la question précédente la masse molaire moléculaire de l'eau.
O
aspirine
C
OH
C
O
CH C
HC
CH CH
C
H3C
2/4
O
d.
Déterminer par la même méthode de calcul la masse molaire du sel NaCl, du sucre
blanc C12H22O11 et de l'aspirine.
Exercice 6 :
La masse molaire du méthane CH4 vaut :
M CH4  1 M C  4  M H
M CH4  1 12,0  4  1,0  16,0 g / mol
Ainsi 3 moles de méthane possèdent une masse m de :
m  3  M CH4
a.
En déduire l'expression littérale de la masse m de n moles de méthane.
b.
En utilisant l'expression de la question précédente, déterminer la quantité de matière disponible dans 2,43 kg de méthane.
A retenir :
m=
La masse m que représente une quantité n d’une espèce chimique de masse molaire M
est donnée par la relation :
Exercice 7 :
a.
Déterminer la quantité de matière présente dans 2,0 kg de chlorure de fer III de formule FeCl3.
b.
Une tablette de chocolat de 200 g contient 30 % de sucre (saccharose C12H22O11). Déterminer la quantité de sucre dans
cette tablette.
c.
Déterminer la masse de 15,3 mol de sulfate de cuivre CuSO4.
II. Définir une concentration
.........................
En chimie, une solution est le mélange d'un solvant et
d'un ou plusieurs solutés.
Annoter le schéma ci contre.
.........................
.....................
Agitation
A noter :
Une solution dont le solvant principal est l'eau est
appelée solution aqueuse.
......................
.......................
II.1
La concentration massique
Exercice 8 :
On introduit une masse m = 10 g de sucre dans un récipient contenant un volume V = 2,5 L d’eau.
a.
Déterminer le solvant et le soluté lors de cette dilution.
b.
Quelle masse de sucre trouve-t-on dans un litre de la solution ainsi préparée ?
c.
En déduire la concentration massique de cette solution en g/L.
A retenir :
Le titre massique (ou concentration massique) noté t d'une solution est la masse de soluté par litre de solution :
II.2
La concentration molaire
Exercice 9 :
On introduit n = 3,3 mol de sel dans un récipient contenant un volume V = 1,5 L d’eau.
a.
Déterminer la quantité de sel par litre de solution.
b.
En déduire la concentration molaire de cette solution aqueuse.
c.
Déterminer alors la concentration massique de cette solution aqueuse.
A retenir :
3/4
t=
La concentration molaire notée C d'une solution est la quantité de soluté par litre de solution :
C=
Exercice 10 :
Le Doliprane 500 est un médicament contenant 500 mg de paracétamol par comprimé. Le paracétamol est
une molécule utilisée dans le traitement des douleurs légères à modérées et/ou dans les états fébriles.
a.
Déterminer la masse molaire du paracétamol.
b.
En déduire la quantité de matière de paracétamol dans un comprimé.
c.
On dissout un comprimé dans un verre d'eau. Le volume final de la solution après dissolution est
de 12 cL. Déterminer la concentration molaire C de cette solution en paracétamol.
Chez les enfants, on ne doit pas dépasser 10 mg de paracétamol par kg de masse corporel lors d'une prise.
d.
Quelle masse maximale de paracétamol par prise peut-on donner à un enfant de 8 kg ?
e.
Une pipette pour enfant contient 15 mL d'un gel de paracétamol de concentration C = 30 mmol/L.
Peut-on donner l'intégralité de la pipette à l'enfant de 8 kg ?
paracétamol
III. Préparation d'une solution aqueuse
III.1
La dissolution
Lors d'une dissolution, on dissout un soluté dans un solvant.
Question : Commenter chaque étape numérotée.
Méthode (voir TP) :
Solvant
Solution

Soluté

A noter :



Si la solution obtenue contient des ions, on parle de solution ionique.
Exemple : eau salée : H2O + Na+ + Cl–

Si la solution obtenue contient des molécules, on parle de solution moléculaire.
Exemple : eau sucrée : H2O + C12H22O11
III.2

La dilution
Une dilution consiste à diluer une solution aqueuse (solution mère) de manière à obtenir une nouvelle solution de concentration
moins élevée (solution fille).
Question : Commenter chaque étape numérotée.
Méthode (voir TP) :

Solution
mère
4/4



Solution
fille