TPSA4 - Des grains de riz contre des atomes d`aluminium…

TP DE CHIMIE - SANTÉ - TPSA4
SECONDE
TPSA4 - Des grains de riz contre des atomes d’aluminium…
Notions :
Compétences :
- La quantité de matière. Son unité : la mole
- Constante d’Avogadro, NA.
- Masses molaires atomique et moléculaire : M (g.mol-1).
- Calculer une masse molaire moléculaire à partir des masses molaires
atomiques.
I - Situation :
Le riz complet pour prévenir de nombreuses maladies
Des études épidémiologiques laissent supposer que la consommation de grains de céréales entiers
tel le riz complet permettrait de réduire les risques de maladies cardiovasculaires, de diabète,
d’obésité et même de certains cancers.
Problème : y a-t-il plus d'atomes d'aluminium constituants la boite de riz que de grains de riz dans la
boite ?
Données
Le riz
boîte en aluminium
Masse de riz dans la boite: mboite= mcanette = masse d'une boite (vide)
500 g
mcanette = 20,0 g
Ngrains = nombre de grains de riz
Ngrains =
Natomes = nombre d'atomes d'aluminium
Natomes =
Pouvez-vous résoudre le problème avec des manipulations et des calculs ?
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II - Pourquoi utilise t-on la mole ?
On vient de voir qu'une simple boite contenait un nombre énorme d'atomes.
De la même façon, tous les objets macroscopiques qui nous entourent contiennent un très grand nombre de
constituants microscopiques (atomes, ions ou molécules).
Pour donner le nombre de constituants microscopiques contenus dans un objet, les chimistes vont donc
naturellement les compter par paquets.
En effet, au supermarché, lorsqu'on achète du riz, on l'achète « par paquets » et non pas « à l'unité » (au grain de
riz); les chimistes font de même…
Un paquet de constituants microscopiques est appelé une mole (symbole : mol).
Le nombre de constituants contenus dans une mole est fixé par la constante d'Avogadro NA dont la valeur est
NA= 6,02.10 23 mol-1
Le nombre de moles contenues dans un objet est une grandeur que le chimiste appelle la quantité de matière
notée n.
1 - Retour sur notre exemple :
Rappeler le nombre d'atomes d'aluminium contenus dans la boite d'aluminium :
N =
Calculer la quantité de matière (le nombre de moles) d'atomes d'aluminium contenue dans la boite.
Donnée : NA = 6.10 23 mol -1
n=
Généralisation :
Un objet contient N constituants microscopiques.
Sa quantité de matière n (en mol) se détermine par la relation : n =
2 - Autres exemples
(Donnée : NA = 6,022.10 23 mol -1) :
Echantillon
lingot d'or
Nature des
constituants
atome Au
Nombre N de
constituants
Quantité de
matière n
verre d'eau
goutte d'eau
molécule H2O molécule H2O
3.10 24
grain de sel
paire d'ions
Na + + Cl 4,5.10 19
1,4 mol
2,8.10 -3 mol
3 - La masse d’une mole :
On appelle masse molaire la masse d’une mole d’entité chimique (atome, ion ou molécule).
1 Calculer la masse d’un atome de carbone 12C en utilisant les données ci-dessus.
2 Quel est le nombre NA d’atomes dans 12 g d’atomes de carbone.
Les masses molaires des atomes (appelées masses molaires atomiques) sont indiquées dans la
classification périodique.
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