Fiche de révision : Calcul de la quantité de matière

📋 Plan du Cours

1. Formules fondamentales et unités
2. Quantité de matière et masse
3. Quantité de matière d’un gaz
4. Quantité de matière en solution
5. Méthode avec la masse molaire
6. Préparation d’une solution d’acétone

📖 1. Formules fondamentales et unités

📝 Points essentiels

📌 La quantité de matière se note n et s’exprime en mole (mol), la masse m s’exprime en gramme (g), la masse molaire M s’exprime en gramme par mole (g·mol⁻¹), le volume V s’exprime en litre (L) ou en millilitre (mL), et la concentration en quantité de matière c s’exprime en mole par litre (mol·L⁻¹).

📐 Formule — Pour calculer une quantité de matière, on utilise $n=\frac{m}{M}$ à partir d’une masse, $n=\frac{V}{V_M}$ à partir du volume d’un gaz, ou $n=cV$ à partir du volume et de la concentration en quantité de matière d’une solution.

💡 Astuce mémo

Masse, gaz ou solution : chaque donnée appelle sa formule

📖 2. Quantité de matière et masse

★ À maîtriser

📐 Formule — La quantité de matière d’un échantillon de masse m et de masse molaire M se calcule avec $n=\frac{m}{M}$.

Compléments

📐 Formule — Si la masse volumique ρ et le volume V d’un liquide sont connus, sa masse se calcule avec $m=\rho V$, puis sa quantité de matière avec $n=\frac{\rho V}{M}$.

💡 Astuce mémo

Masse connue → division par la masse molaire → quantité de matière

📖 3. Quantité de matière d’un gaz

★ À maîtriser

📐 Formule — La quantité de matière d’un gaz de volume V se calcule avec $n=\frac{V}{V_M}$, où V_M est le volume molaire du gaz dans les conditions de l’expérience.

Compléments

📌 Dans la formule $n=\frac{V}{V_M}$, le volume V doit être exprimé dans la même unité de volume que le volume molaire V_M, habituellement en litre.

📖 4. Quantité de matière en solution

★ À maîtriser

📐 Formule — La concentration en quantité de matière vérifie $c=\frac{n}{V}$ et permet de calculer la quantité de matière avec $n=cV$.

Compléments

📌 Pour utiliser $n=cV$ avec une concentration en mol·L⁻¹, le volume V doit être exprimé en litre afin que n soit obtenu en mole.

💡 Astuce mémo

Concentration × volume → quantité de matière

📖 5. Méthode avec la masse molaire

★ À maîtriser

• 🔄 La méthode de résolution suit les étapes suivantes: identifier la grandeur recherchée, relever les données disponibles, choisir la formule adaptée, vérifier l’homogénéité des unités, effectuer le calcul avec les chiffres significatifs appropriés, rédiger une conclusion avec l’unité

• Pour un morceau contenant 3,0 g de saccharose, le calcul donne une quantité de matière de saccharose de 8,8 × 10⁻³ mol.

Compléments

📐 Formule — Pour le saccharose de formule C₁₂H₂₂O₁₁, la masse molaire se calcule avec $M=12M_C+22M_H+11M_O$.

💡 Astuce mémo

Données → masse molaire → quantité de matière → conclusion

📖 6. Préparation d’une solution d’acétone

★ À maîtriser

• Pour préparer une solution d’acétone, on calcule d’abord la quantité de matière avec $n=cV$, puis la masse avec $m=nM$, et enfin le volume d’acétone pure à prélever avec $V=\frac{m}{\rho}$.

• Pour préparer 100 mL d’une solution d’acétone de concentration 5,0 × 10⁻¹ mol·L⁻¹, il faut introduire 5,0 × 10⁻² mol d’acétone, correspondant à 2,9 g et à un volume de 3,7 mL d’acétone pure.

Compléments

• Pour 1,5 L de butane gazeux et un volume molaire de 24,5 L·mol⁻¹, la quantité de matière calculée est de 6,1 × 10⁻² mol.

💡 Astuce mémo

Concentration → quantité de matière → masse → volume prélevé

📊 Tableaux de synthèse

Choisir la formule adaptée