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

📋 Plan du Cours

1. Quantité de matière et masse molaire
2. Volume molaire des gaz
3. Concentrations massique et molaire

📖 1. Quantité de matière et masse molaire

★ À maîtriser

📐 Formule - La masse d’une espèce à prélever est donnée par $m=nM$, où $m$ est la masse, $n$ la quantité de matière et $M$ la masse molaire.

• La masse molaire moléculaire se calcule en additionnant les masses molaires atomiques des atomes de la formule, chacune multipliée par son indice.

• La constante d’Avogadro vaut $N_A=6{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$.

Compléments

📐 Formule - La masse molaire de l’eau est $M(\mathrm{H_2O})=18{,}0\ \mathrm{g\,mol^{-1}}$ à partir de $M(\mathrm H)=1{,}0$ et $M(\mathrm O)=16{,}0\ \mathrm{g\,mol^{-1}}$.

📐 Formule - La masse molaire du saccharose $\mathrm{C_{12}H_{22}O_{11}}$ est $342\ \mathrm{g\,mol^{-1}}$, avec $M(\mathrm C)=12{,}0$, $M(\mathrm H)=1{,}0$ et $M(\mathrm O)=16{,}0\ \mathrm{g\,mol^{-1}}$.

• La masse de fer à prélever pour $0{,}10\ \mathrm{mol}$ est $5{,}58\ \mathrm g$, car sa masse molaire vaut $55{,}8\ \mathrm{g\,mol^{-1}}$.

📖 2. Volume molaire des gaz

🔑 Notions clés & Définitions

• Volume molaire : Volume occupé par une mole de ce gaz, soit par $6{,}02\times10^{23}$ molécules ; il se note $V_m$ et s’exprime en \mathrm{L\,mol^{-1}.

★ À maîtriser

• Dans des volumes égaux de gaz différents pris dans les mêmes conditions de température et de pression, le nombre de molécules est égal, mais leurs masses ne sont pas nécessairement égales.

• Le volume molaire d’un gaz dépend des conditions de température et de pression.

Compléments

• Les trois bouteilles ont chacune un volume de $2{,}0\ \mathrm L$ et contiennent respectivement du dioxygène $\mathrm{O_2}$, du dioxyde de carbone $\mathrm{CO_2}$ et du méthane $\mathrm{CH_4}$.

📖 3. Concentrations massique et molaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Concentration massique : le rapport de la masse dissoute de A au volume total de la solution.
• Concentration molaire : le rapport de la quantité de matière de A au volume total de la solution.

★ À maîtriser

📐 Formule - La concentration massique vérifie $t=\frac{m}{V}$, où $m$ est la masse dissoute en grammes et $V$ le volume total de solution en litres ; elle s’exprime en $\mathrm{g\,L^{-1}}$.

📐 Formule - La concentration molaire vérifie $C=\frac{n}{V}$, où $n$ est la quantité de matière en moles et $V$ le volume total de solution en litres ; elle s’exprime en $\mathrm{mol\,L^{-1}}$.

📐 Formule - La concentration massique et la concentration molaire sont reliées par $t=CM$, où $M$ est la masse molaire de l’espèce.

Compléments

• Les analyses mentionnent l’urée $\mathrm{CH_4N_2O}$, le glucose $\mathrm{C_6H_{12}O_6}$ et le cholestérol $\mathrm{C_{27}H_{46}O}$.