Fiche de révision : Quantité de matière et solutions

📋 Plan du Cours

1. Préparation et dilution des solutions
2. Mole et masses molaires
3. Quantité de matière des espèces
4. Concentration en quantité de matière

📖 1. Préparation et dilution des solutions

★ À maîtriser

📐 Formule — Pour préparer une solution par dissolution, on calcule d’abord la quantité de matière avec $n = c \times V$, puis la masse de soluté à peser avec $m = n \times M$.

📐 Formule — Lors d’une dilution, la quantité de matière du soluté est conservée et la relation est $C_{mère} \times V_{mère} = C_{fille} \times V_{fille}$.

📐 Formule — Le facteur de dilution vérifie $F = \frac{C_{mère}}{C_{fille}} = \frac{V_{fille}}{V_{mère}}$ et il est toujours supérieur à 1.

• Lors d’une dilution, on prélève un volume de solution mère puis on ajoute de l’eau distillée jusqu’au volume final de la solution fille.

• Pour préparer 100 mL d’une solution de glucose à 0,25 mol.L⁻¹, il faut prélever 2,5 × 10⁻³ mol et peser 4,5 g de glucose, sachant que sa masse molaire vaut 180,0 g.mol⁻¹.

Compléments

• Pour réaliser une dilution par 5 et obtenir 100 mL de solution fille, il faut prélever 20 mL de solution mère.

💡 Astuce mémo

Ajout de solvant → quantité de matière conservée, concentration diminuée

📖 2. Mole et masses molaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Mole : Unité de la quantité de matière correspondant à un ensemble de 6,02 × 10²³ entités.
• Masse molaire atomique : Masse d’une mole d’atomes d’un élément chimique, exprimée en g.mol⁻¹.

★ À maîtriser

• La masse molaire moléculaire d’une molécule se calcule en additionnant les masses molaires atomiques de ses atomes.

• La constante d’Avogadro vaut $N_A = 6{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}$.

Compléments

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

📖 3. Quantité de matière des espèces

🔑 Notions clés & Définitions

• Volume molaire : Volume occupé par une mole de gaz à une température et une pression données, quelle que soit la nature du gaz.

★ À maîtriser

📐 Formule — Pour un corps pur solide ou liquide, la quantité de matière se calcule avec $n = \frac{m}{M}$, où m est en g et M en g.mol⁻¹.

📐 Formule — La masse volumique vérifie $\rho = \frac{m}{V}$ et la quantité de matière d’un corps pur liquide ou solide vérifie $n = \frac{\rho \times V}{M}$.

📐 Formule — Pour un gaz, la quantité de matière se calcule avec $n = \frac{V_{gaz}}{V_m}$, avec les volumes exprimés en litres.

• À la pression atmosphérique et à 20 °C, le volume molaire des gaz vaut 24,0 L.mol⁻¹.

Compléments

• Dans 50 mL de carburant 95-E10, le volume d’éthanol représente 10 %, soit 5,0 mL, puis sa quantité de matière se calcule comme pour un corps pur liquide.

💡 Astuce mémo

Masse, volume liquide, volume gazeux, mélange

📖 4. Concentration en quantité de matière

🔑 Notions clés & Définitions

• Concentration molaire : Quotient de la quantité de matière d’une espèce dissoute par le volume de solution.

📝 Points essentiels

📐 Formule — La concentration en quantité de matière vérifie $c = \frac{n}{V}$, avec c en mol.L⁻¹, n en mol et V en L.

📐 Formule — La relation entre concentration en masse t et concentration en quantité de matière c est $t = c \times M$, ou encore $c = \frac{t}{M}$.

📊 Tableaux de synthèse

Calcul de quantité de matière