Fiche de révision : Quantité de matière et mole

📋 Plan du Cours

1. Masse des atomes et molécules
2. Mole et nombre d’Avogadro
3. Calculs de quantité de matière
4. Masse molaire des molécules
5. Échantillons liquides et masse volumique

📖 1. Masse des atomes et molécules

★ À maîtriser

📐 Formule - Le nombre total d’atomes ou de molécules d’un échantillon est donné par $N_{\text{tot}}=\frac{m_{\text{tot}}}{m_{\text{entité}}}$, où les masses sont exprimées dans la même unité.

• La masse d’une molécule se calcule en additionnant les masses des atomes qui la composent, pondérées par leurs nombres dans la formule chimique.

Compléments

• La masse d’un atome de carbone vaut 1,99 × 10⁻²³ g, celle d’un atome d’hydrogène 1,66 × 10⁻²⁴ g, celle d’un atome d’oxygène 2,66 × 10⁻²³ g et celle d’un atome d’azote 2,33 × 10⁻²³ g.

• Les échantillons de carbone de 0,41 g, de glucose de 6,16 g et de saccharose de 11,71 g contiennent chacun environ 2,06 × 10²² entités.

• Un échantillon contient trop d’atomes ou de molécules pour les compter un à un, et ces entités ne sont pas visibles à l’œil nu.

📖 2. Mole et nombre d’Avogadro

🔑 Notions clés & Définitions

• Mole : Unité de quantité de matière correspondant à un paquet de 6,02 × 10²³ atomes ou molécules.

📝 Points essentiels

📐 Formule - Le nombre total d’entités et la quantité de matière sont reliés par $N_{\text{tot}}=nN_A=n\times 6{,}02\times10^{23}$.

• La quantité de matière se note n et s’exprime en moles.

• La constante 6,02 × 10²³ est appelée nombre d’Avogadro et se note N_A.

📖 3. Calculs de quantité de matière

★ À maîtriser

📐 Formule - La quantité de matière se calcule à partir du nombre d’entités par $n=\frac{N_{\text{tot}}}{N_A}$.

Compléments

📐 Formule - La masse totale d’un échantillon est le produit du nombre d’entités par la masse d’une entité : $m_{\text{tot}}=N_{\text{tot}}m_{\text{entité}}$.

• Une lame de cuivre de 64 g, avec une masse atomique de 1,05 × 10⁻²² g, contient environ 6,10 × 10²³ atomes, soit environ 1,01 mol d’atomes de cuivre.

📖 4. Masse molaire des molécules

🔑 Notions clés & Définitions

• Masse molaire : Masse d’une mole d’une espèce chimique et s’exprime en g/mol.

★ À maîtriser

📐 Formule - La quantité de matière se calcule par $n=\frac{m_{\text{tot}}}{M}$, lorsque m_tot est exprimée en grammes et M en grammes par mole.

• La masse molaire moléculaire se calcule en additionnant les masses molaires atomiques de chaque élément, chacune multipliée par le nombre correspondant dans la formule chimique.

Compléments

• La masse molaire de l’ibuprofène C₁₃H₁₈O₂ est 206 g/mol, ce qui donne environ 9,71 × 10⁻⁴ mol dans un comprimé de 200 mg.

📖 5. Échantillons liquides et masse volumique

★ À maîtriser

📐 Formule - La masse volumique est le rapport de la masse au volume : $\rho=\frac{m}{V}$, donc $m=\rho V$.

Compléments

• Pour déterminer la quantité de matière d’un liquide prélevé, on calcule d’abord sa masse avec m = ρV, puis on divise cette masse par sa masse molaire.

• Un prélèvement de 417 mL d’éther de masse volumique 0,71 g/mL a une masse calculée de 296,07 g et une quantité de matière d’environ 4,00 mol.