Fiche de révision : Composition d’un système chimique

📋 Plan du Cours

1. Mole et quantité de matière
2. Masses molaires
3. Masse et quantité de matière
4. Volume molaire des gaz
5. Concentrations des solutions
6. Dilution d’une solution
7. Absorbance et dosage colorimétrique

📖 1. Mole et quantité de matière

🔑 Notions clés & Définitions

• Mole : Ensemble de 6,02 × 10^23 entités identiques, ce nombre étant la constante d’Avogadro NA.

📝 Points essentiels

📐 Formule — La quantité de matière n d’un échantillon contenant N entités est donnée par $n = \frac{N}{N_A}$.

💡 Astuce mémo

Une mole contient NA entités → elle mesure une quantité de matière

📖 2. Masses molaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Masse molaire atomique : La masse d’une mole d’atomes d’un élément chimique et s’exprime en g·mol⁻¹.
• Masse molaire moléculaire : La masse molaire moléculaire est la masse d’une mole de molécules d’une espèce chimique et se calcule en additionnant les masses molaires atomiques de tous les atomes de la molécule.

📝 Points essentiels

• La masse molaire atomique du cuivre vaut M(Cu) = 63,5 g·mol⁻¹, donc une mole d’atomes de cuivre a une masse de 63,5 g.

• La masse molaire moléculaire du glucose C6H12O6 vaut $M(C_6H_{12}O_6)=6M(C)+12M(H)+6M(O)=180{,}0\ g·mol^{-1}$.

💡 Astuce mémo

Atome → molécule → somme des masses atomiques

📖 3. Masse et quantité de matière

📝 Points essentiels

📐 Formule — La masse m, la quantité de matière n et la masse molaire M d’un échantillon vérifient $m = n \times M$ et $n = \frac{m}{M}$.

📖 4. Volume molaire des gaz

🔑 Notions clés & Définitions

• Volume molaire : Le volume occupé par une mole de ce gaz et s’exprime en L·mol⁻¹.

★ À maîtriser

• Le volume molaire d’un gaz dépend uniquement de la température et de la pression.

📐 Formule — La quantité de matière n contenue dans un volume V de gaz est donnée par $n = \frac{V}{V_m}$.

Compléments

• À la pression atmosphérique et à 20 °C, le volume molaire de tous les gaz vaut environ 24,0 L·mol⁻¹.

📖 5. Concentrations des solutions

🔑 Notions clés & Définitions

• Concentration molaire : La quantité de matière de soluté contenue dans un litre de solution et s’exprime en mol·L⁻¹.
• Concentration massique : La masse de soluté contenue dans un litre de solution et s’exprime en g·L⁻¹.

📝 Points essentiels

📐 Formule — La concentration molaire et la quantité de matière d’un soluté vérifient $c = \frac{n}{V}$ et $n = c \times V$.

📐 Formule — La concentration massique et la masse de soluté vérifient $C_m = \frac{m}{V}$ et $m = C_m \times V$, avec $C_m = c \times M$.

💡 Astuce mémo

Concentration molaire : quantité de matière ; concentration massique : masse

📖 6. Dilution d’une solution

★ À maîtriser

• Lors d’une dilution, la quantité de matière de soluté prélevée dans la solution mère est égale à celle présente dans la solution fille préparée.

📐 Formule — La dilution d’une solution mère en solution fille vérifie $c_{mère}V_{mère}=c_{fille}V_{fille}$.

Compléments

📐 Formule — Le volume de solution mère à prélever est donné par $V_{mère}=\frac{c_{fille}V_{fille}}{c_{mère}}$.

📌 Pour diviser la concentration d’une solution mère par un facteur f, il faut augmenter le volume d’un facteur f.

💡 Astuce mémo

Le volume augmente → la concentration diminue, mais la quantité de soluté reste constante

📖 7. Absorbance et dosage colorimétrique

🔑 Notions clés & Définitions

• Absorbance : Une grandeur sans unité qui compare l’intensité de la lumière incidente à celle de la lumière transmise par une solution.

📝 Points essentiels

• Sur une courbe spectrale, la longueur d’onde λmax correspond à l’absorbance maximale et la couleur correspondante est complémentaire de celle de la solution.

📐 Formule — À une longueur d’onde fixée, la loi de Beer-Lambert s’écrit $A = k \times c$, où k dépend notamment de la longueur d’onde, de la solution, de l’épaisseur de la cuve et de la température.

• 🔄 Un dosage par étalonnage suit les étapes suivantes:
  1. Régler le spectrophotomètre sur λmax
  2. Préparer une gamme étalon de concentrations connues
  3. Mesurer les absorbances et tracer la droite A = f(c)
  4. Mesurer l’absorbance de la solution inconnue
  5. Lire sa concentration sur la droite d’étalonnage

💡 Astuce mémo

λmax → gamme étalon → droite d’étalonnage → concentration inconnue

📊 Tableaux de synthèse

Concentrations des solutions