Fiche de révision : Chapitre 1.1 : Quantité de matière et concentration

📋 Plan du Cours

1. Mole et constante d’Avogadro
2. Masses molaires des espèces
3. Calcul de la quantité de matière
4. Concentrations en solution aqueuse
5. Préparation des solutions aqueuses

📖 1. Mole et constante d’Avogadro

🔑 Notions clés & Définitions

• Mole : Paquet d’entités chimiques permettant de compter les atomes, électrons, ions ou molécules.

📝 Points essentiels

📐 Formule — Le nombre d’entités N et la quantité de matière n sont reliés par $N = N_A \times n$.

• La constante d’Avogadro, notée N_A, vaut 6,02×10^23 mol^-1 et correspond au nombre d’entités contenues dans une mole.

📖 2. Masses molaires des espèces

🔑 Notions clés & Définitions

• Masse molaire : Masse d’une mole d’entités d’une espèce chimique et s’exprime en g.mol^-1.

★ À maîtriser

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

Compléments

• La masse molaire atomique du carbone C, de numéro atomique Z = 6, vaut 12,0 g.mol^-1.

• La masse molaire moléculaire de l’eau est calculée par $M(H_2O)=2\times M(H)+M(O)=18{,}0\ \mathrm{g.mol^{-1}}$.

💡 Astuce mémo

Atome → ion → molécule : la masse molaire se construit progressivement.

📖 3. Calcul de la quantité de matière

★ À maîtriser

📐 Formule — À partir de la masse m et de la masse molaire M, la quantité de matière se calcule par $n = \frac{m}{M}$.

📐 Formule — Pour un gaz de volume V et de volume molaire Vₘ, la quantité de matière se calcule par $n = \frac{V}{V_m}$.

• À 20 °C sous pression atmosphérique, le volume molaire des gaz vaut 24,0 L.mol^-1, tandis qu’à 0 °C sous pression atmosphérique il vaut 22,4 L.mol^-1.

Compléments

📐 Formule — Pour un liquide pur de masse volumique ρ et de volume V, la masse se calcule par $m = \rho \times V$.

💡 Astuce mémo

Masse : n = m/M ; gaz : n = V/Vₘ.

📖 4. Concentrations en solution aqueuse

🔑 Notions clés & Définitions

• Concentration molaire : Quantité de matière d’un soluté par unité de volume de solution et s’exprime en mol.L^-1.
• Concentration massique : Masse d’un soluté par unité de volume de solution et s’exprime en g.L^-1.

📝 Points essentiels

📐 Formule — La concentration molaire, la quantité de matière et le volume de solution sont reliés par $C = \frac{n}{V_{solution}}$ et $n = C \times V_{solution}$.

📐 Formule — La concentration massique et la concentration molaire sont reliées par $t = C \times M$ et $C = \frac{t}{M}$.

💡 Astuce mémo

Concentration molaire : quantité n ; concentration massique : masse m.

📖 5. Préparation des solutions aqueuses

★ À maîtriser

📐 Formule — La masse de soluté à peser pour une dissolution vaut $m = C \times V_{solution} \times M$.

📐 Formule — Lors d’une dilution, la quantité de soluté se conserve selon $C_0 \times V_0 = C \times V_{solution}$, où C₀ et V₀ caractérisent la solution mère.

📐 Formule — Le facteur de dilution vérifie $F = \frac{C_0}{C} = \frac{V_{solution}}{V_0}$.

• Lors d’une dissolution, on calcule la quantité de matière puis la masse de soluté à dissoudre avant de préparer la solution.

Compléments

• 🔄 Les étapes de la dissolution sont: peser le solide, introduire et rincer le solide dans la fiole, ajouter de l’eau et dissoudre en agitant, ajuster au trait de jauge, essuyer les gouttes extérieures, boucher et homogénéiser

• Le protocole de dilution consiste à prélever la solution mère avec une pipette jaugée, la transférer dans une fiole jaugée, compléter avec de l’eau jusqu’au trait de jauge et homogénéiser.

💡 Astuce mémo

Dissolution : ajouter du soluté ; dilution : conserver la quantité de soluté.

📊 Tableaux de synthèse

Grandeurs de concentration