Fiche de révision : Outils de description d’un système chimique

📋 Plan du Cours

1. Mole et masses molaires
2. Quantité de matière des corps purs
3. Quantité de matière des mélanges
4. Quantité de matière des gaz
5. Concentrations des solutions

📖 1. Mole et masses molaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Mole : Unité de quantité de matière d’une entité élémentaire telle qu’un atome, une molécule, un ion ou une particule.
• Masse molaire atomique : Masse par mole d’un atome et s’exprime en grammes par mole (g·mol−1).
• Masse molaire moléculaire : La masse molaire moléculaire d’une molécule est sa masse par mole et se calcule en additionnant les masses molaires atomiques des atomes qui la constituent.

📝 Points essentiels

• Une mole d’entités contient 6,02×10^23 entités, nombre appelé constante d’Avogadro, notée N_A = 6,02×10^23 mol−1.

📖 2. Quantité de matière des corps purs

★ À maîtriser

📐 Formule — La masse molaire d’une espèce chimique vérifie $M = \frac{m}{n}$, avec M en g·mol−1, m en g et n en mol.

📐 Formule — Pour un échantillon d’une espèce pure, la masse et la quantité de matière sont reliées par $n = \frac{m}{M}$.

📐 Formule — Pour une espèce chimique pure de masse volumique ρ, un échantillon de volume V a une masse vérifiant $m = \rho V$.

Compléments

• Pour prélever une quantité de matière donnée d’une espèce pure, on mesure soit sa masse, soit son volume, puis on calcule la masse ou le volume nécessaire avec la masse molaire et, pour un volume, la masse volumique.

💡 Astuce mémo

Masse ou volume → masse → quantité de matière

📖 3. Quantité de matière des mélanges

★ À maîtriser

📌 Dans un mélange de solides ou de liquides, la quantité de matière d’une espèce chimique se calcule comme si cette espèce était pure, à partir de la composition connue en masse ou en volume.

Compléments

• Le carburant 95-E10 peut contenir jusqu’à 10 % en volume d’éthanol.

• Pour l’éthanol du carburant 95-E10, la masse volumique vaut 789 g·L−1 et la masse molaire de C2H6O vaut 46,0 g·mol−1.

📖 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, et s’exprime en L·mol−1.

★ À maîtriser

📐 Formule — Pour un échantillon gazeux, le volume molaire vérifie $V_m = \frac{V}{n}$, avec V_m en L·mol−1, V en L et n en mol.

📌 Selon la loi d’Avogadro, deux volumes égaux de gaz différents, à la même température et à la même pression, contiennent la même quantité de matière.

Compléments

• Le volume molaire vaut 22,4 L·mol−1 à 0 °C et à la pression atmosphérique, 24,5 L·mol−1 à 25 °C et à la pression atmosphérique, et 12,2 L·mol−1 à 25 °C et à une pression égale à deux fois la pression atmosphérique.

💡 Astuce mémo

Même température et pression : même volume → même quantité de matière

📖 5. Concentrations des solutions

🔑 Notions clés & Définitions

• Concentration molaire : Quotient de la quantité de matière n du soluté dissous par le volume V de solution.

★ À maîtriser

📐 Formule — La concentration molaire vérifie $c = \frac{n}{V}$, avec c en mol·L−1, n en mol et V en L.

📐 Formule — Pour un soluté de masse molaire M, la concentration molaire c et la concentration en masse C_m vérifient $c = \frac{C_m}{M}$ et $C_m = cM$.

Compléments

📐 Formule — La quantité de matière et le volume d’une solution sont reliés à sa concentration molaire par $V = \frac{n}{c}$ et $n = cV$.