Fiche de révision : Quantité de matière

📋 Plan du Cours

1. Masse molaire et Avogadro
2. Volume molaire des gaz
3. Quantité de matière d’un corps
4. Mélanges et solutions

📖 1. Masse molaire et Avogadro

🔑 Notions clés & Définitions

• Quantité de matière : La quantité de matière n mesure le nombre d’entités chimiques d’un échantillon et s’exprime en mole (mol).
• Masse molaire : La masse d’une mole d’entités et s’exprime en g·mol−1.

★ À maîtriser

📐 Formule — La masse molaire d’une espèce chimique se calcule par $M_{\text{espèce}} = \sum M_{\text{atome}}$, en additionnant les masses molaires atomiques de sa formule.

• Une mole contient environ $N_A = 6{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$ entités, où $N_A$ est la constante d’Avogadro et sa valeur exacte est $6{,}02214076 \times 10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$.

Compléments

📐 Formule — La masse molaire d’une espèce vérifie $M_{\text{espèce}} = m_{\text{entité}} \times N_A$.

• Pour l’eau, la masse molaire vérifie $M(\mathrm{H_2O}) = 2M(\mathrm{H}) + M(\mathrm{O})$.

📖 2. Volume molaire des gaz

🔑 Notions clés & Définitions

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

★ À maîtriser

📌 Le volume molaire Vm dépend de la température et de la pression, mais pas de la nature du gaz.

Compléments

• À une pression de 1013 hPa et une température de 20 °C, le volume molaire vaut Vm = 24,0 L·mol−1.

💡 Astuce mémo

Le volume molaire dépend de T et P, mais pas de la nature du gaz.

📖 3. Quantité de matière d’un corps

★ À maîtriser

📐 Formule — Pour un corps pur de masse m, la quantité de matière vérifie $n_{\text{espèce}} = \frac{m_{\text{espèce}}}{M_{\text{espèce}}}$.

📐 Formule — Pour un gaz de volume V, la quantité de matière vérifie $n_{\text{espèce}} = \frac{V_{\text{espèce}}}{V_m}$.

Compléments

📌 Pour un corps pur de volume V, on peut déterminer la masse par $m = \rho V$, puis calculer la quantité de matière avec $n = m/M$.

• Les grandeurs M et Vm sont indépendantes de la quantité de matière considérée.

💡 Astuce mémo

Masse → division par M ; volume gazeux → division par Vm.

📖 4. Mélanges et solutions

★ À maîtriser

📐 Formule — Pour une espèce d’un mélange, la fraction massique vérifie $\%_{\text{espèce}} = \frac{m_{\text{espèce}}}{m_{\text{mélange}}}$, donc $m_{\text{espèce}} = \%_{\text{espèce}} \times m_{\text{mélange}}$.

📐 Formule — Pour un soluté en solution, la concentration en quantité de matière vérifie $c_{\text{espèce}} = \frac{n_{\text{espèce}}}{V_{\text{solution}}}$, donc $n_{\text{espèce}} = c_{\text{espèce}}V_{\text{solution}}$.

📐 Formule — La concentration en masse vérifie $c_{m\,\text{espèce}} = \frac{m_{\text{espèce}}}{V_{\text{solution}}}$, donc $n_{\text{espèce}} = \frac{c_{m\,\text{espèce}}V_{\text{solution}}}{M_{\text{espèce}}}$.

• Dans un mélange, la composition peut être exprimée selon:
  • la composition massique
  • la composition volumique
  • la composition molaire

Compléments

📐 Formule — Pour une espèce d’un mélange, la fraction volumique permet d’écrire $V_{\text{espèce}} = \%_{\text{espèce}} \times V_{\text{mélange}}$.

📐 Formule — Pour une espèce d’un mélange, la fraction molaire permet d’écrire $n_{\text{espèce}} = \%_{\text{espèce}} \times n_{\text{mélange}}$.

📐 Formule — Les concentrations molaire et massique d’une même espèce sont reliées par $c_{\text{espèce}} = \frac{c_{m\,\text{espèce}}}{M_{\text{espèce}}}$.

💡 Astuce mémo

Composition → grandeur de l’espèce → quantité de matière.