Fiche de révision : Composition d’un système chimique

📋 Plan du Cours

1. Mole et constante d’Avogadro
2. Masses molaires des espèces
3. Quantité de matière des liquides
4. Quantité de matière des gaz
5. Couleur et spectres des solutions
6. Dosage par étalonnage

📖 1. Mole et constante d’Avogadro

🔑 Notions clés & Définitions

• Mole : Unité de quantité de matière correspondant à 6,02 × 10^23 atomes, ions ou molécules.

📝 Points essentiels

• La constante d’Avogadro, notée N_A, vaut 6,02 × 10^23 mol−1.

📖 2. Masses molaires des espèces

🔑 Notions clés & Définitions

• Masse molaire atomique : Masse d’une mole d’atomes, notée M et exprimée en g·mol−1.
• Masse molaire moléculaire : Masse d’une mole de molécules et correspond à la somme des masses molaires atomiques de leurs atomes constituants.

★ À maîtriser

• Pour l’urée CH4N2O, la masse molaire moléculaire vaut M = 12 + 4 × 1 + 2 × 14 + 16 = 60 g·mol−1.

Compléments

📌 La masse molaire d’un ion monoatomique, comme F−, est égale à celle de l’atome correspondant ; ainsi M_F− = 19 g·mol−1.

• Les valeurs utilisées sont:
  • M_C = 12 g·mol−1
  • M_N = 14 g·mol−1
  • M_O = 16 g·mol−1
  • M_H = 1 g·mol−1

💡 Astuce mémo

Atome → ion monoatomique → molécule

📖 3. Quantité de matière des liquides

★ À maîtriser

📐 Formule — La quantité de matière d’un échantillon de masse m se calcule par $n = \frac{m}{M}$, avec m en g, M en g·mol−1 et n en mol.

📐 Formule — La masse volumique vérifie $\rho = \frac{m}{V}$ et permet d’obtenir $n = \frac{\rho V}{M}$ pour un liquide pur.

📐 Formule — Pour une solution de concentration molaire C et de volume V, la quantité de matière du soluté vérifie $n = C V$.

Compléments

📐 Formule — Pour une solution de concentration massique C_m et de volume V, la quantité de matière du soluté se calcule par $n = \frac{C_m V}{M}$.

💡 Astuce mémo

Masse, volume ou concentration → quantité de matière

📖 4. Quantité de matière des gaz

🔑 Notions clés & Définitions

• Volume molaire : Volume occupé par une mole de gaz pour une température et une pression données.

📝 Points essentiels

📐 Formule — La quantité de matière d’un gaz de volume V se calcule par $n = \frac{V}{V_m}$, avec V et V_m exprimés en litres.

• À la pression atmosphérique, le volume molaire vaut 22,4 L·mol−1 à 0 °C et 24,5 L·mol−1 à 20 °C.

💡 Astuce mémo

À température et pression données, le volume molaire relie le volume aux moles

📖 5. Couleur et spectres des solutions

★ À maîtriser

📌 Une solution est d’autant plus colorée que la concentration en espèce colorée est élevée.

📌 Lorsqu’une lumière traverse une solution colorée, certaines longueurs d’onde sont absorbées et d’autres sont transmises ; la couleur perçue est la couleur complémentaire de la lumière absorbée.

• Le spectrophotomètre mesure l’absorbance A en fonction de la longueur d’onde λ.

• La longueur d’onde maximale d’absorption λ_max est propre à chaque espèce chimique.

Compléments

• La lumière blanche contient des longueurs d’onde comprises entre 400 et 800 nm.

💡 Astuce mémo

Lumière absorbée ≠ couleur perçue : la solution montre la couleur complémentaire

📖 6. Dosage par étalonnage

★ À maîtriser

📐 Formule — Selon la loi de Beer-Lambert, l’absorbance vérifie $A = \varepsilon l C$ et, sur un spectrophotomètre, peut s’écrire $A = kC$.

• 🔄 Les étapes du dosage par étalonnage sont:
  1. Mesurer l’absorbance de solutions étalons
  2. Tracer A en fonction de C
  3. Mesurer l’absorbance A_x de la solution inconnue
  4. Reporter A_x sur la courbe et lire C_x

Compléments

• L’absorbance A est sans unité, tandis que la concentration C s’exprime en mol·L−1.

💡 Astuce mémo

Étalonner → mesurer → reporter → lire

📊 Tableaux de synthèse

Relations de calcul de la quantité de matière