Fiche de révision : Quantité de matière et solutions

📋 Plan du Cours

1. Mole et quantité de matière
2. Masses molaires et masse
3. Volume et quantité de matière
4. Concentration des solutions
5. Préparation par dissolution et dilution

📖 1. Mole et quantité de matière

🔑 Notions clés & Définitions

• Mole : unité de quantité de matière du Système international et une mole d’entités contient exactement 6,02 × 10²³ entités.
• Constante d’Avogadro : La constante d’Avogadro, notée N_A, vaut 6,02 × 10²³ mol⁻¹.

★ À maîtriser

📐 Formule — La quantité de matière n se calcule à partir du nombre d’entités N par $n = \frac{N}{N_A}$, avec n en mol.

Compléments

• Un échantillon contenant 1,20 × 10²¹ molécules de saccharose correspond à une quantité de matière de 2,0 × 10⁻³ mol, soit 2,0 mmol.

💡 Astuce mémo

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

📖 2. Masses molaires et masse

🔑 Notions clés & Définitions

• Masse molaire : la masse d’une mole d’entités de cette espèce et s’exprime en g·mol⁻¹.

★ À maîtriser

📐 Formule — La masse m d’un échantillon est reliée à sa quantité de matière n par $m = n \times M$.

📌 La masse molaire atomique est la masse d’une mole d’atomes d’un élément, tandis que la masse molaire moléculaire est la masse d’une mole de molécules calculée en additionnant les masses molaires atomiques de leurs éléments.

Compléments

• Les masses molaires atomiques usuelles sont:

  • H : 1,0 g·mol⁻¹
  • C : 12,0 g·mol⁻¹
  • N : 14,0 g·mol⁻¹
  • O : 16,0 g·mol⁻¹

• Les masses molaires calculées sont:

  • 32,0 g·mol⁻¹ pour O₂
  • 18,0 g·mol⁻¹ pour H₂O
  • 44,0 g·mol⁻¹ pour CO₂
  • 342,0 g·mol⁻¹ pour C₁₂H₂₂O₁₁

💡 Astuce mémo

Atomes additionnés → masse molaire moléculaire → masse de l’échantillon.

📖 3. Volume et quantité de matière

🔑 Notions clés & Définitions

• Volume molaire : le volume occupé par une mole de gaz et dépend uniquement des conditions de température et de pression, non de la nature du gaz.

📝 Points essentiels

📐 Formule — Pour un gaz, la loi d’Avogadro-Ampère s’écrit $V_{gaz} = n \times V_m$, avec V_gaz en L, n en mol et V_m en L·mol⁻¹.

📐 Formule — Pour un solide ou un liquide, la masse vérifie $m = \rho \times V$ et la quantité de matière vérifie $n = \frac{\rho \times V}{M}$.

• Les valeurs usuelles du volume molaire sont:
  • 22,4 L·mol⁻¹ aux CNTP
  • 24,0 L·mol⁻¹ à 20 °C
  • 24,4 L·mol⁻¹ à 25 °C

💡 Astuce mémo

Gaz : volume molaire ; solide ou liquide : masse volumique.

📖 4. Concentration des solutions

🔑 Notions clés & Définitions

• Concentration molaire : la quantité de matière de soluté par volume de solution et s’exprime en mol·L⁻¹.

★ À maîtriser

📐 Formule — La concentration molaire vérifie $C = \frac{n}{V}$ et la concentration molaire est reliée à la concentration massique par $C = \frac{C_m}{M}$.

Compléments

📐 Formule — Pour préparer un volume V de solution de concentration C par dissolution, la masse de soluté à prélever est $m = C \times V \times M$.

💡 Astuce mémo

Quantité de soluté et volume de solution → concentration.

📖 5. Préparation par dissolution et dilution

★ À maîtriser

📌 Lors d’une dilution, la quantité de soluté prélevée dans la solution mère est égale à la quantité de soluté présente dans la solution fille, donc $C_{mère} \times V_p = C_{fille} \times V_{fille}$.

• 🔄 Les étapes de la dissolution sont:
  1. Peser le soluté avec une balance et une spatule
  2. Introduire le soluté dans une fiole jaugée avec un entonnoir
  3. Ajouter de l’eau distillée et agiter jusqu’à dissolution complète
  4. Compléter jusqu’au trait de jauge à hauteur des yeux
  5. Boucher la fiole et homogénéiser par retournements

📌 La solution mère est une solution existante trop concentrée qui est diluée pour obtenir une solution fille.

Compléments

📐 Formule — Le facteur de dilution vérifie $F = \frac{C_{mère}}{C_{fille}} = \frac{V_{fille}}{V_p}$.

💡 Astuce mémo

Dissolution : soluté solide ; dilution : solution mère trop concentrée.

📊 Tableaux de synthèse

Dissolution et dilution