Fiche de révision : Grandeurs physiques et solutions

📋 Plan du Cours

1. Quantité de matière et mole
2. Concentrations et préparation des solutions
3. Volume molaire des gaz
4. Couleur et absorbance des solutions
5. Dosage par spectrophotométrie

📖 1. Quantité de matière et mole

🔑 Notions clés & Définitions

• Mole : Paquet contenant 6,02214076 × 10^23 entités, qui peuvent être des atomes, des ions ou des molécules.
• Quantité de matière : Nombre de moles contenues dans un échantillon et se note n, avec une unité en mol.
• Masse molaire : Masse d’une mole d’entités et se note M, avec une unité en g·mol⁻¹.

★ À maîtriser

📐 Formule — La quantité de matière contenue dans une masse m d’un composé de masse molaire M vérifie $n = \frac{m}{M}$.

• La constante d’Avogadro est le nombre d’entités contenues dans une mole et vaut $N_A = 6{,}02214076 \times 10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$.

Compléments

📐 Formule — La masse molaire d’un atome ou d’un ion monoatomique de masse m se calcule avec $M = m_{\mathrm{entité}} \times N_A$.

💡 Astuce mémo

Une mole représente un paquet contenant 6,02214076 × 10^23 entités.

📖 2. Concentrations et préparation des solutions

★ À maîtriser

📐 Formule — La concentration en quantité de matière d’une solution est donnée par $C = \frac{n}{V}$, avec C en mol·L⁻¹, n en mol et V en L.

📐 Formule — Pour préparer une solution de volume V et de concentration C, la quantité de matière de soluté à dissoudre est $n = C \times V$.

📐 Formule — La masse de soluté nécessaire pour préparer une solution de volume V et de concentration C est $m = n \times M = C \times V \times M$.

📐 Formule — La concentration en masse d’une solution est donnée par $C_m = \frac{m}{V}$, avec C_m en g·L⁻¹, m en g et V en L.

Compléments

📐 Formule — Pour préparer une solution de concentration en masse C_m et de volume V, la masse de soluté à dissoudre est $m = C_m \times V$.

📐 Formule — Les concentrations massique et molaire sont reliées par $C_m = C \times M$ et $C = \frac{C_m}{M}$.

💡 Astuce mémo

Dissoudre une quantité de soluté dans un volume fixé → obtenir une concentration déterminée.

📖 3. Volume molaire des gaz

📝 Points essentiels

📐 Formule — La quantité de matière n d’un gaz de volume V est donnée par $n = \frac{V}{V_m}$, avec n en mol, V en L et V_m en L·mol⁻¹.

• À 20 °C et 1013 hPa, le volume molaire d’un gaz vaut $V_m = 24{,}0\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}$.

• À température et pression fixées, tous les gaz possèdent le même volume molaire.

📖 4. Couleur et absorbance des solutions

🔑 Notions clés & Définitions

• Absorbance : Grandeur positive sans unité qui caractérise la capacité d’une solution à absorber une radiation lumineuse de longueur d’onde λ donnée.

★ À maîtriser

• 🔄 Le devenir de la lumière blanche dans une solution suit trois étapes:
  1. Certaines radiations sont absorbées.
  2. Les autres radiations sont transmises.
  3. La couleur perçue est complémentaire des radiations absorbées.

Compléments

• L’absorbance d’une solution se mesure à l’aide d’un spectrophotomètre.

• Les couleurs très peu absorbées sont:

  • le violet
  • le bleu
  • le rouge

💡 Astuce mémo

Radiations absorbées et radiations transmises s’opposent ; la couleur perçue est complémentaire de la couleur absorbée.

📖 5. Dosage par spectrophotométrie

🔑 Notions clés & Définitions

• Dosage : Déterminer la concentration C d’une espèce chimique.

★ À maîtriser

📐 Formule — Pour une longueur d’onde donnée, l’absorbance A d’une solution diluée vérifie $A = \varepsilon \times l \times C$, où ε est le coefficient d’absorption molaire, l la longueur du trajet lumineux et C la concentration en quantité de matière.

📐 Formule — Lorsque la longueur d’onde, le trajet lumineux et le coefficient d’absorption molaire sont fixés, la loi de Beer-Lambert s’écrit $A = k \times C$.

Compléments

• Pour déterminer la concentration d’une solution, on mesure son absorbance puis on la compare à celles de solutions étalons contenant la même espèce chimique.

• La courbe d’étalonnage est une droite parce que l’absorbance A est proportionnelle à la concentration C.

💡 Astuce mémo

Mesurer l’absorbance → utiliser la droite d’étalonnage → déterminer la concentration.