Fiche de révision : Quantité de matière et dosage coloré

📋 Plan du Cours

1. Quantité de matière et mole
2. Masses molaires des espèces
3. Calculs de quantité de matière
4. Concentrations et préparation
5. Couleur et absorbance
6. Dosage par étalonnage

📖 1. Quantité de matière et mole

🔑 Notions clés & Définitions

• Quantité de matière : Grandeur utilisée pour dénombrer les entités chimiques et s’exprime en mole, de symbole mol, avec la notation n.

📝 Points essentiels

📐 Formule — La quantité de matière et le nombre d’entités sont liés par $n=\frac{N}{N_A}$, où $N_A=6{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$ est la constante d’Avogadro.

📖 2. Masses molaires des espèces

🔑 Notions clés & Définitions

• Masse molaire atomique : Masse d’une mole d’atomes d’un élément, notée M et exprimée en g·mol⁻¹.
• Masse molaire moléculaire : Masse d’une mole de molécules et correspond à la somme des masses molaires atomiques de tous les atomes qui composent la molécule.

📝 Points essentiels

• Pour l’éthanol C₂H₆O, la masse molaire moléculaire vaut $M(\mathrm{C_2H_6O})=2\times12{,}0+6\times1{,}0+1\times16{,}0=46\ \mathrm{g\,mol^{-1}}$.

• La masse molaire d’un ion monoatomique est égale à la masse molaire atomique de l’élément, car la masse de l’électron est très négligeable devant celle de l’atome.

💡 Astuce mémo

Atome → molécule → ion

📖 3. Calculs de quantité de matière

🔑 Notions clés & Définitions

• Volume molaire : Volume occupé par une mole de gaz et il est constant à température et pression données.

📝 Points essentiels

📐 Formule — La quantité de matière d’une espèce chimique de masse m et de masse molaire M vérifie $n=\frac{m}{M}$.

📐 Formule — Pour un gaz, la quantité de matière et le volume sont liés par $n=\frac{V}{V_m}$ ; à 20 °C et 1013 hPa, $V_m=24{,}0\ \mathrm{L\,mol^{-1}}$ pour tous les gaz.

📖 4. Concentrations et préparation

🔑 Notions clés & Définitions

• Concentration en quantité de matière : Quantité de matière n d’une espèce dissoute par litre de solution et s’exprime en mol·L⁻¹.

★ À maîtriser

📐 Formule — Dans un volume V de solution, la quantité de matière est donnée par $n=C\times V$.

• Pour préparer une solution par dissolution, il faut prélever puis dissoudre une masse m de soluté correspondant au volume V de solution et à la concentration C recherchée.

📐 Formule — Lors d’une dilution, la quantité de matière de soluté prélevée dans la solution mère est égale à celle présente dans la solution fille, donc $C_mV_m=C_fV_f$.

Compléments

📐 Formule — La concentration en masse t et la concentration en quantité de matière C sont liées par $t=C\times M$, avec t en g·L⁻¹, C en mol·L⁻¹ et M en g·mol⁻¹.

📐 Formule — Le facteur de dilution est $F=\frac{C_m}{C_f}=\frac{V_f}{V_m}$ et vérifie $F>1$.

💡 Astuce mémo

Dissoudre → diluer → concentrer

📖 5. Couleur et absorbance

🔑 Notions clés & Définitions

• Absorbance : Grandeur sans unité liée à la proportion de lumière absorbée par une solution à une longueur d’onde donnée et se mesure avec un spectrophotomètre.

📝 Points essentiels

• Lorsqu’une solution est traversée par de la lumière blanche, certaines radiations sont absorbées et les autres sont transmises ; la couleur perçue est la couleur complémentaire des radiations absorbées.

📌 Plus la concentration d’une espèce chimique colorée est élevée, plus la radiation correspondante est fortement absorbée et plus la solution paraît foncée.

💡 Astuce mémo

Radiation absorbée ≠ couleur perçue

📖 6. Dosage par étalonnage

🔑 Notions clés & Définitions

• Dosage par étalonnage : Détermine la concentration d’une espèce en comparant une grandeur physique de la solution inconnue à celles de solutions étalons de concentrations connues.

★ À maîtriser

📐 Formule — Pour une longueur d’onde fixée, l’absorbance d’une solution diluée vérifie la loi de Beer-Lambert $A=\varepsilon_\lambda\times l\times C$, où ελ dépend de l’espèce chimique et s’exprime en L·mol⁻¹·cm⁻¹.

• Un dosage par étalonnage en spectrométrie UV-Visible consiste à préparer des solutions étalons, mesurer leurs absorbances, tracer la courbe A=f(C), mesurer l’absorbance de la solution inconnue et déterminer graphiquement sa concentration.

Compléments

📐 Formule — À longueur d’onde et épaisseur de cuve fixées, la loi de Beer-Lambert s’écrit $A=k\times C$.

💡 Astuce mémo

Étalons → absorbances → courbe → inconnue → concentration

📊 Tableaux de synthèse

Relations de calcul des quantités

Comparaison des concentrations