Fiche de révision : Composition chimique d’un système

📋 Plan du Cours

1. Quantité de matière et mole
2. Masse molaire des espèces chimiques
3. Calcul par masse et volume
4. Applications et précautions de calcul

📖 1. Quantité de matière et mole

🔑 Notions clés & Définitions

• Quantité de matière : Grandeur physique notée n qui représente le nombre d’entités chimiques regroupées en paquets appelés moles.
• Constante d’Avogadro : Une mole d’espèce chimique contient $N_A = 6{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$ entités chimiques, où N_A est la constante d’Avogadro.

📖 2. Masse molaire des espèces chimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Masse molaire : Masse d’une mole d’entités chimiques de cette espèce, notée M et exprimée en g·mol⁻¹.

★ À maîtriser

• La masse molaire moléculaire se calcule en additionnant les masses molaires atomiques des éléments chimiques qui composent la molécule.

Compléments

📌 Pour un ion, la masse molaire est la même que celle de l’espèce neutre associée.

• La masse molaire atomique indiquée dans le tableau périodique est une valeur moyenne fondée sur la masse et la répartition des isotopes de l’élément.

• Pour le chlore, composé majoritairement de ³⁵Cl à 75,8 % et de ³⁷Cl à 24,2 %, la masse molaire moyenne vaut 35,5 g·mol⁻¹.

📖 3. Calcul par masse et volume

🔑 Notions clés & Définitions

• Volume molaire : Volume occupé par une mole de ce gaz, quelle que soit sa nature.

★ À maîtriser

📐 Formule — À partir de la masse d’un échantillon, la quantité de matière se calcule avec $n = \frac{m}{M}$.

📐 Formule — Pour un corps pur liquide de masse volumique ρ et de volume V, la quantité de matière se calcule avec $n = \frac{\rho V}{M}$.

Compléments

• Dans les conditions normales de température et de pression, à 0 °C et 1,013 bar, le volume molaire d’un gaz vaut 22,4 L·mol⁻¹.

• À 20 °C, le volume molaire d’un gaz vaut 24,0 L·mol⁻¹.

💡 Astuce mémo

Masse → masse volumique → volume molaire

📖 4. Applications et précautions de calcul

★ À maîtriser

📌 Pour calculer une quantité de matière liquide avec une masse volumique, il faut vérifier les unités de ρ, notamment la conversion $1\ \mathrm{m^3} = 10^3\ \mathrm{L}$.

• Pour un système contenant 3,5 g de chlorure de sodium et 4,2 g de fer, les quantités de matière sont $n_{sel} = \frac{3{,}5}{58{,}5} = 6{,}0 \times 10^{-2}\ \mathrm{mol}$ et $n_{fer} = \frac{4{,}2}{55{,}8} = 7{,}5 \times 10^{-2}\ \mathrm{mol}$.

Compléments

• La masse molaire du dioxyde de carbone est $M(\mathrm{CO_2}) = 12{,}0 + 2 \times 16{,}0 = 44{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$.

• La masse molaire de l’ion sulfate est $M(\mathrm{SO_4^{2-}}) = 32{,}1 + 4 \times 16{,}0 = 96{,}1\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$.

💡 Astuce mémo

n et N, m et M : minuscules pour les grandeurs mesurées, majuscules pour les nombres ou grandeurs molaires