Fiche de révision : Relations de base en chimie

📋 Plan du Cours

1. Densité et masse volumique
2. Préparation et dilution
3. Volume molaire des gaz
4. Quantité de matière et mole
5. Concentrations des solutions
6. Masse molaire et relations

📖 1. Densité et masse volumique

🔑 Notions clés & Définitions

• Densité : Rapport de sa masse volumique à celle de l’eau : $d_A = \frac{\rho_A}{\rho_{eau}}$.

★ À maîtriser

📌 Pour deux liquides non miscibles, le liquide supérieur est celui qui possède la plus faible densité.

• La masse volumique de l’eau vaut 1,00 g/mL, soit 1,00 kg/L, et l’eau a donc une densité égale à 1.

Compléments

• L’acétone a une densité de 0,79 et une masse volumique de 0,79 g/mL, soit 0,79 g/cm³.

• Pour les gaz, le corps de référence de la densité est l’air, dont la masse volumique vaut 1,29 kg/m³.

💡 Astuce mémo

Solides et liquides : référence eau ; gaz : référence air

📖 2. Préparation et dilution

★ À maîtriser

📐 Formule — Le facteur de dilution est défini par $\delta = \frac{V_p}{V_m}$ et vérifie aussi $\delta = \frac{C_m}{C_g}$.

📐 Formule — Lors d’une dilution, la quantité de soluté se conserve selon la relation $C_g \times V_m = C_m \times V_g$.

• Une solution peut être préparée soit à partir d’un solide ou d’un liquide pur A, soit à partir d’une solution déjà préparée appelée solution mère.

Compléments

• Le facteur de dilution est supérieur à 1 et ne possède pas d’unité ; une dilution au dixième correspond à un facteur de dilution égal à 10.

💡 Astuce mémo

Ajout de solvant → concentration diminuée

📖 3. Volume molaire des gaz

★ À maîtriser

📐 Formule — Pour un gaz, le volume V est relié à la quantité de matière n par $V = n \times V_m$.

• À même nombre de moles, des gaz de natures différentes occupent le même volume dans les mêmes conditions de température et de pression.

• À 20 °C et sous une pression de 1013 hPa, le volume molaire d’un gaz vaut 24,0 L/mol.

Compléments

• Dans les mêmes conditions, 0,20 mol de CO₂(g) et 0,20 mol de O₂(g) occupent chacun un volume de 5,0 L.

💡 Astuce mémo

Même quantité de matière → même volume, à température et pression identiques

📖 4. Quantité de matière et mole

🔑 Notions clés & Définitions

• Mole : Un paquet d’entités chimiques contenant toujours le même nombre d’atomes, d’ions ou de molécules.

★ À maîtriser

📐 Formule — La quantité de matière n correspondant à N entités chimiques est donnée par $n = \frac{N}{N_A}$.

• La constante d’Avogadro, notée NA, vaut 6,02 × 10²³ mol⁻¹.

Compléments

• Pour 2,41 × 10²⁴ atomes, la quantité de matière vaut 5,00 mol.

📖 5. Concentrations des solutions

🔑 Notions clés & Définitions

• Solution : Mélange obtenu lorsqu’un soluté solide, liquide ou gazeux est dissous dans un liquide appelé solvant ; lorsque le solvant est l’eau, il s’agit d’une solution aqueuse.
• Concentration molaire : Quotient de la quantité de matière nA par le volume V : $C_A = \frac{n_A}{V}$.
• Concentration massique : Quotient de la masse mA par le volume V : $t_A = \frac{m_A}{V}$.

📝 Points essentiels

• Pour une solution d’urée de concentration massique 0,32 g/L, un prélèvement de 3,0 mL contient 9,6 × 10⁻⁴ g d’urée.

• La concentration molaire de l’urée dans ce prélèvement vaut 5,3 × 10⁻³ mol/L.

💡 Astuce mémo

Concentration molaire : mol/L ; concentration massique : g/L

📖 6. Masse molaire et relations

🔑 Notions clés & Définitions

• Masse molaire moléculaire : Masse d’une mole de ses molécules et somme des masses molaires atomiques de ses atomes ; elle s’exprime en g/mol ou g·mol⁻¹.
• Masse volumique : Quotient de sa masse par son volume : $\mu_A = \frac{m_A}{V_A}$.

★ À maîtriser

📐 Formule — La quantité de matière d’un échantillon de masse m et de masse molaire M est donnée par $n = \frac{m}{M}$.

📐 Formule — La concentration massique et la concentration molaire sont reliées par $t_A = C_A \times M_A$.

Compléments

📐 Formule — Pour un soluté liquide, la masse et le volume sont reliés par la masse volumique selon $m_A = \mu_A \times V_A$.

• Pour le saccharose C₆H₁₂O₆, la masse molaire vaut 180 g/mol et une masse de 10 g correspond à 5,0 × 10⁻² mol.

📊 Tableaux de synthèse

Concentrations en solution