Fiche de révision : Quantité de matière et concentrations

📋 Plan du Cours

1. Mole et constante d’Avogadro
2. Masses molaires des espèces
3. Quantité de matière des corps purs
4. Quantité de matière des gaz
5. Concentrations des solutions
6. Préparation par dissolution

📖 1. Mole et constante d’Avogadro

🔑 Notions clés & Définitions

• Mole : Paquet contenant exactement 6,02 × 10²³ entités microscopiques, comme des atomes, des ions ou des molécules.

📝 Points essentiels

• La constante d’Avogadro se note Nₐ et vaut 6,02 × 10²³ mol⁻¹.

💡 Astuce mémo

Des entités microscopiques regroupées en paquets de 6,02 × 10²³

📖 2. Masses molaires des espèces

🔑 Notions clés & Définitions

• Masse molaire atomique : Masse d’une mole d’atomes de cet élément et s’exprime en g·mol⁻¹.

★ À maîtriser

• La masse molaire moléculaire est obtenue en additionnant les masses molaires atomiques de tous les atomes qui composent la molécule.

Compléments

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

• Pour le glucose C₆H₁₂O₆, la masse molaire moléculaire vaut $M(C_6H_{12}O_6)=6\times12{,}0+12\times1{,}0+6\times16{,}0=180{,}0\ \text{g·mol}^{-1}$.

• La masse molaire ionique correspond à la masse molaire du ou des atomes qui composent l’ion, car la masse des électrons perdus ou gagnés est négligeable.

💡 Astuce mémo

Atomes → molécules → ions

📖 3. Quantité de matière des corps purs

★ À maîtriser

📐 Formule — Pour un corps pur, la masse molaire vérifie $M=\frac{m}{n}$, donc $n=\frac{m}{M}$ et $m=M\times n$.

📐 Formule — Pour un corps pur de masse volumique ρ, la masse vérifie $m=V\times\rho$ et la quantité de matière vérifie $n=\frac{V\times\rho}{M}$.

• Pour prélever une quantité de matière donnée d’une espèce pure, on mesure sa masse pour un solide ou son volume pour un liquide, puis on utilise la masse molaire et, pour un liquide, la masse volumique.

Compléments

• Une masse de 6,0 g de glucose de masse molaire 180,0 g·mol⁻¹ contient une quantité de matière de 0,033 mol, soit 3,3 × 10⁻² mol.

💡 Astuce mémo

Masse ou volume mesuré → quantité de matière calculée

📖 4. Quantité de matière des gaz

🔑 Notions clés & Définitions

• Volume molaire : Volume d’une mole de gaz à pression et température fixées et s’exprime en L·mol⁻¹.

★ À maîtriser

📐 Formule — La quantité de matière d’un gaz vérifie $n_{gaz}=\frac{V}{V_m}$, ainsi que $V_m=\frac{V}{n_{gaz}}$ et $V=V_m\times n_{gaz}$.

📌 Selon la loi d’Avogadro-Ampère, deux volumes égaux de gaz différents, dans les mêmes conditions de température et de pression, contiennent la même quantité de matière.

Compléments

• À 0 °C et à la pression atmosphérique Pₐₜₘ, le volume molaire vaut 22,4 L·mol⁻¹ ; à 25 °C et Pₐₜₘ, il vaut 24,5 L·mol⁻¹ ; à 25 °C et 2Pₐₜₘ, il vaut 12,2 L·mol⁻¹.

• Un ballon de volume 5,6 L contenant de l’air dont le volume molaire vaut 12,2 L·mol⁻¹ contient 0,46 mol d’air, soit 4,6 × 10⁻¹ mol.

💡 Astuce mémo

Même volume, mêmes température et pression → même quantité de matière

📖 5. Concentrations des solutions

🔑 Notions clés & Définitions

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

★ À maîtriser

📐 Formule — La concentration en masse vérifie $C_m=\frac{m}{V}$, ainsi que $m=C_m\times V$ et $V=\frac{m}{C_m}$.

📐 Formule — La concentration molaire vérifie $C=\frac{n}{V}$, ainsi que $n=C\times V$ et $V=\frac{n}{C}$.

📐 Formule — La concentration en masse et la concentration molaire sont liées par $C_m=C\times M$.

Compléments

• Un volume de 100 mL d’eau oxygénée de concentration molaire 1,0 mol·L⁻¹ contient 0,10 mol de peroxyde d’hydrogène.

💡 Astuce mémo

Concentration massique Cm = m/V, concentration molaire C = n/V

📖 6. Préparation par dissolution

★ À maîtriser

• Pour préparer une solution par dissolution, on calcule d’abord la quantité de matière de soluté avec $n=C\times V$, puis la masse de soluté à prélever avec $m=n\times M$.

Compléments

• Pour préparer une solution par dissolution, il faut connaître la masse m de soluté à dissoudre dans le solvant.

💡 Astuce mémo

C × V → n, puis n × M → m

📊 Tableaux de synthèse

Types de concentration