Chapitre 1 − Composition chimique d’un système

1. Quantité de matière

Une mole c’est … ?

Qu’est-ce qu’une mole ?|<ul><li>6,02 × 10²³ entités identiques</li><li>l'unité de la quantité de matière.</li></ul>

La mole de symbole mol, est l’unité de la quantité de matière d’une entité élémentaire (atomes, ions, molécules, …). Une mole d’entités contient environ 6,02·10²³ entités.

Le nombre d’entités par mole est appelé constante d’Avogadro. Na ≃ 6,02·10²³ mol-1.

Relation entre la quantité de matière n est le nombre d’entités N.|<math display="block" class="tml-display" style="display:block math;"><mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mfrac><mi>N</mi><msub><mi>N</mi><mrow><mi mathvariant="normal">a</mi></mrow></msub></mfrac></mrow></math>

\[n = \frac{N}{N_a}\]

crayon à papier noter unités.

Combien y a-t-il d’entités dans 3,0 moles ?

ex. 2 et 3 p. 24

2. Masse molaire

2.1. Masse molaire atomique

définition:
la masse molaire atomique M d’un élément est la masse d’une mole d’atomes de cet élément. Elle s’exprime en g·mol−1.

Pour calculer la masse molaire atomique d’un élément, il faut prendre en compte l’ensemble de ses isotopes en tenant compte des proportions de chaque isotope dans la nature.

donner un exemple. On fait une moyenne.

  1. Calculer la masse molaire de l’élément chlore sachant que dans la nature, on trouve 75,8 % de l’isotope (M = 35 g·mol-1) et 24,2 % de l’isotope (M = 37 g·mol-1)
  2. Vérifier votre résultat à l’aide de la classification périodique.

2.2. Masse molaire moléculaire

La masse molaire moléculaire M est la masse d’une mole de molécules. Elle est égale à la somme des masses molaires atomiques de tous les atomes qui composent la molécule.

À l’aide de la classification périodique, calculer les masses molaires du méthanal (CH2O), et de l’urée (CH4N2O).

2.3. Masse molaire ionique

La masse des électrons étant négligeable devant celle de l’atome, la masse molaire d’un ion est égale à la somme des masses molaires atomiques des atomes qui le composent.

ex. 4 et 5 p. 24

1e⁻ 1 ≃ 500 fois plus léger qu’un nucléon. Insignifiant.

3. Relations à connaître

3.1. Quantité de matière et masse

Relation entre la masse molaire M, la masse m et la quantité de matière n ?|<math display="block" class="tml-display" style="display:block math;"><mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mfrac><mi>m</mi><mi>M</mi></mfrac></mrow></math>

\[n = \frac{m}{M}\]

  1. Calculer la masse molaire du glucose de formule C₆H₁₂O₆.
  2. Calculer la quantité de matière de glucose contenue dans m = 6,0 g.
  3. Quelle masse de glucose faut-il peser pour prélever n = 0,021 mol.

ex. 6 et 7 p. 24

3.2 Masse volumique

Relation entre la masse volumique ρ, la masse m et le volume V ?|<var>m</var> = <var>ρ</var> × <var>V</var>,<br> <var>m</var> en g, <var>ρ</var> en g.L⁻¹, <var>V</var> en L

ρ=mV

Quel volume d’éthanol, de masse volumique ρ = 789 g·L-1 et de masse molaire M(C₂H₆O) = 46,0 g.mol-1, faut-il prélever pour obtenir n = 0,53 mol ?

ex 8 et 9 p. 25

3.3 Volume molaire d’un gaz

V proportionnel à n.

La quantité de matière d’un gaz de volume V est :

\[n = \frac{V}{V_m}\]

Le volume molaire ne dépend pas de la nature du gaz, mais dépend de la température et de la pression.
Dans les conditions normales de températures et de pressions (CNTP, 1 atm et 0°C), Vm = 22,4 L·mol-1.

Relation entre le volume molaire Vm, le volume V et la quantité de matière n ?|<math display="block" class="tml-display" style="display:block math;"><mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mfrac><mi>V</mi><msub><mi>V</mi><mi>m</mi></msub></mfrac></mrow></math>

Le volume molaire de l’air dans un ballon de football est Vm = 12,2 L·mol-1. Quelle est la quantité de matière de gaz dans un ballon de volume V = 5,6 L ?

ex. 10 et 11 p. 25