Fiche de révision : Quantités de matière et dosages

📋 Plan du Cours

1. Quantité de matière et masse
2. Calcul de la masse molaire
3. Quantité de matière d’un gaz
4. Concentration molaire des solutions
5. Concentration massique
6. Lien entre concentrations
7. Dilution des solutions
8. Spectrophotométrie et Beer-Lambert
9. Dosage par étalonnage

📖 1. Quantité de matière et masse

🔑 Notions clés & Définitions

• Quantité de matière : Correspond au nombre d’entités chimiques présentes dans un échantillon, se note n et s’exprime en mol.

★ À maîtriser

📐 Formule — La quantité de matière se calcule avec $n=\frac{m}{M}$, où m est la masse en g et M la masse molaire en g·mol⁻¹.

Compléments

📐 Formule — La masse se calcule avec $m=n\times M$.

• Pour 18 g d’eau de masse molaire 18,0 g·mol⁻¹, la quantité de matière vaut 1,0 mol.

💡 Astuce mémo

Masse → quantité : on divise par M ; quantité → masse : on multiplie par M.

📖 2. Calcul de la masse molaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Masse molaire : Correspond à la masse d’une mole de cette espèce.

★ À maîtriser

• Pour calculer la masse molaire d’une espèce, on additionne les masses molaires atomiques en tenant compte des indices de la formule chimique.

Compléments

• Pour l’eau, $M(\mathrm{H_2O})=2M(\mathrm{H})+M(\mathrm{O})=2\times1{,}0+16{,}0=18{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$.

• Pour le dioxyde de carbone, $M(\mathrm{CO_2})=M(\mathrm{C})+2M(\mathrm{O})=12{,}0+2\times16{,}0=44{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$.

💡 Astuce mémo

Formule chimique → masses atomiques → masse molaire.

📖 3. Quantité de matière d’un gaz

★ À maîtriser

📐 Formule — Dans certaines conditions de température et de pression, la quantité de matière d’un gaz se calcule avec $n=\frac{V}{V_m}$, où V est en L et V_m en L·mol⁻¹.

Compléments

📐 Formule — Le volume d’un gaz se calcule avec $V=n\times V_m$.

• Un gaz de volume 12,0 L et de volume molaire 24,0 L·mol⁻¹ contient 0,500 mol.

📖 4. Concentration molaire des solutions

🔑 Notions clés & Définitions

• Concentration molaire : Indique la quantité de matière dissoute par unité de volume de solution.

★ À maîtriser

📐 Formule — La concentration molaire se calcule avec $c=\frac{n}{V}$, où c est en mol·L⁻¹, n en mol et V en L.

Compléments

• Dissoudre 0,20 mol de sel dans 500 mL, soit 0,500 L, donne une concentration molaire de 0,40 mol·L⁻¹.

📖 5. Concentration massique

🔑 Notions clés & Définitions

• Concentration massique : Indique la masse de soluté présente par litre de solution.

★ À maîtriser

📐 Formule — La concentration massique se calcule avec $C_m=\frac{m}{V}$, où C_m est en g·L⁻¹, m en g et V en L.

Compléments

• Dissoudre 5,0 g de sucre dans 250 mL, soit 0,250 L, donne une concentration massique de 20 g·L⁻¹.

📖 6. Lien entre concentrations

📝 Points essentiels

📐 Formule — La concentration molaire et la concentration massique sont liées par $c=\frac{C_m}{M}$.

📐 Formule — La concentration massique se déduit de la concentration molaire par $C_m=cM$.

💡 Astuce mémo

Masse → quantité de matière → concentration molaire.

📖 7. Dilution des solutions

🔑 Notions clés & Définitions

• Dilution : Lors d’une dilution, on ajoute du solvant et la quantité de matière de soluté prélevée reste la même.

★ À maîtriser

📐 Formule — La dilution vérifie $C_{mère}V_{prélevé}=C_{fille}V_{fille}$.

Compléments

📐 Formule — Pour préparer une solution fille à partir d’une solution mère, sa concentration vaut $C_f=C_m\frac{V_m}{V_f}$.

💡 Astuce mémo

La concentration diminue, mais la quantité de soluté prélevée reste conservée.

📖 8. Spectrophotométrie et Beer-Lambert

🔑 Notions clés & Définitions

• Spectrophotométrie : La spectrophotométrie permet de déterminer la concentration d’une espèce chimique colorée en étudiant la lumière qu’elle absorbe avec un spectrophotomètre.

★ À maîtriser

📐 Formule — La loi de Beer-Lambert s’écrit $A=\varepsilon\times c\times l$, où ε est le coefficient d’absorption molaire, c la concentration molaire et l la longueur de la cuve.

• L’absorbance, notée A, est la grandeur mesurée par le spectrophotomètre et elle est sans unité.

Compléments

📌 À longueur d’onde et cuve données, l’absorbance est proportionnelle à la concentration molaire, donc plus une solution est concentrée, plus son absorbance est élevée.

💡 Astuce mémo

Concentration ↑ → lumière absorbée ↑ → absorbance ↑.

📖 9. Dosage par étalonnage

★ À maîtriser

• Le dosage par étalonnage consiste à préparer des solutions de concentrations connues, mesurer leurs absorbances, tracer A=f(c), puis déterminer la concentration d’une solution inconnue.

Compléments

📌 Si la loi de Beer-Lambert est vérifiée, la droite d’étalonnage A=f(c) passe normalement par l’origine.

• Les solutions étalons S1, S2, S3 et S4 ont respectivement les concentrations 0,10, 0,20, 0,30 et 0,40 mmol·L⁻¹ et les absorbances 0,12, 0,24, 0,36 et 0,48.

• Pour une solution inconnue d’absorbance 0,30, le report sur la droite d’étalonnage donne une concentration de 0,25 mmol·L⁻¹.

💡 Astuce mémo

Étalonner → mesurer → tracer A=f(c) → déterminer l’inconnue.

📊 Tableaux de synthèse

Concentrations d’une solution