Fiche de révision : Composition d’un système chimique

📋 Plan du Cours

1. Masse molaire des espèces chimiques
2. Volume molaire des gaz
3. Quantité de matière par masse
4. Quantité de matière par volume
5. Spectrophotométrie et couleur
6. Beer-Lambert et dosage

📖 1. Masse molaire des espèces chimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Masse molaire atomique : La masse d’une mole d’entités de cet élément.

★ À maîtriser

📐 Formule — La masse molaire atomique vérifie $M=N_A\times m_{entité}$, avec $N_A=6{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$.

📌 La masse molaire d’une espèce chimique est égale à la somme des masses molaires atomiques des éléments qui la composent.

Compléments

• La masse molaire du dioxyde de carbone CO₂ est 44,0 g·mol⁻¹, celle de l’ion hydrogénocarbonate HCO₃⁻ est 61 g·mol⁻¹ et celle de l’ion sulfate SO₄²⁻ est 96,1 g·mol⁻¹.

📌 La masse molaire de l’ion fer III Fe³⁺ est considérée comme égale à celle de l’atome de fer, car la masse des électrons perdus est négligeable devant celle du noyau.

💡 Astuce mémo

Entité × Avogadro → masse molaire

📖 2. Volume molaire des gaz

🔑 Notions clés & Définitions

• Volume molaire : Le volume occupé par une mole de gaz dans les conditions de température et de pression de la mesure.

★ À maîtriser

📌 La loi d’Avogadro indique que tous les gaz parfaits ont le même volume molaire à pression et température données.

• À 20 °C et à la pression atmosphérique, le volume molaire des gaz parfaits vaut 24 L·mol⁻¹.

Compléments

📌 À basse pression, les molécules d’un gaz réel sont suffisamment éloignées pour que le gaz puisse être considéré comme parfait.

💡 Astuce mémo

Gaz parfaits éloignés, gaz réels interactifs

📖 3. Quantité de matière par masse

★ À maîtriser

📐 Formule — La quantité de matière contenue dans un échantillon se calcule à partir de sa masse selon $n=\frac{m}{M}$.

Compléments

• Dans la relation $n=\frac{m}{M}$, n est en mol, m est la masse de l’échantillon en g et M est la masse molaire en g·mol⁻¹.

• Un comprimé contenant 500 mg de paracétamol correspond à une quantité de matière de 2,81×10⁻³ mol lorsque la masse molaire du paracétamol vaut 151 g·mol⁻¹.

📖 4. Quantité de matière par volume

★ À maîtriser

📐 Formule — Pour un échantillon gazeux, la quantité de matière se calcule selon $n=\frac{V}{V_m}$.

📐 Formule — Pour un soluté dissous dans une solution, la quantité de matière se calcule selon $n=C\times V$.

Compléments

• 15 L d’hélium à 0 °C et avec un volume molaire de 22,4 L·mol⁻¹ correspondent à environ 0,7 mol d’hélium.

• Une canette de 33 cL d’une solution de saccharose à 0,31 mol·L⁻¹ contient 0,10 mol de saccharose.

📖 5. Spectrophotométrie et couleur

🔑 Notions clés & Définitions

• Absorbance : La capacité d’une solution à absorber une radiation lumineuse.
• Spectre d’absorption : La représentation de l’absorbance A d’une solution en fonction de la longueur d’onde λ.

★ À maîtriser

• Les radiations de la lumière visible ont des longueurs d’onde comprises environ entre 380 et 780 nm.

Compléments

📌 L’identification des radiations transmises permet de déterminer la couleur d’une solution à partir de l’étoile chromatique.

💡 Astuce mémo

Radiation absorbée ≠ radiation transmise

📖 6. Beer-Lambert et dosage

★ À maîtriser

📐 Formule — La loi de Beer-Lambert établit la relation $A=k\times C$ entre l’absorbance A et la concentration en quantité de matière C.

• Le dosage par étalonnage permet de déterminer expérimentalement la concentration d’une espèce chimique en solution.

Compléments

• Dans la loi de Beer-Lambert, A est sans unité, C s’exprime en mol·L⁻¹ et k dépend de la nature de la solution, de la longueur d’onde, de la température et de l’épaisseur traversée.

📌 Pour maximiser la sensibilité du spectrophotomètre, il faut régler l’appareil sur la longueur d’onde de la radiation la plus absorbée, notée λmax.

📌 Le spectrophotomètre mesure uniquement des solutions relativement diluées, dont la concentration est inférieure ou égale à 10⁻² mol·L⁻¹.

💡 Astuce mémo

Étalonner → mesurer → reporter

📊 Tableaux de synthèse

Déterminer une quantité de matière