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La quantité de matière
1. EN QUELQUES MOTS Un échantillon de matière contient un très grand nombre datomes, dions ou de molécules. 22 Par exemple, un morceau de 1 gramme de cuivre est constitué de près de 10 atomes de cuivre. Afin de ne pas utiliser de tels nombres, on a créé une échelle plus adaptée : la quantité de matière.
2. CE QUIL FAUT RETENIR a) Définition de la quantité de matière Pour compter un grand nombre dobjets, il est pratique de les regrouper. Ainsi, on compte les entités chimiques (atomes, ions ou molécules ou autres) parpaquets. cChaque paquet ne contient quune seule sorte dentité chimique. cChaque paquet contient le même nombre dentités. Un paquet correspond à une mole dentité chimique.
Par convention, la mole est la quantité de matière dun système contenant autant dentités chi 12 23 miques quil y a datomes de carbone dans 12,00 g de carboneC, cestàdire 6,02. 10 entités. 6 Ce nombre, noté N est appeléconstante dAvogadro. A
23 Une mole, cest un paquet qui contient 6,02.10 entités chimiques identiques.
Grandeur Quantité de matière
Symbole n
Il faut toujours préciser lentité chimique considérée. b) Calculs impliquant la quantité de matière *Calcul dune quantité de matière
N = n×N A
Unité mole
Symbole de lunité mol
N : nombre dentités chimiques (nombre datomes, dions, de molécu les ou autres) n : quantité de matière correspondante (mol) 23 1 N : constante dAvogadro = 6,02. 10 mol A
*Calcul de la masse dune quantité de matière 1 On définit pour cela lamasse molaire: masse dune mole dentités, notée M en g.mol .
m = n×M
m : masse de léchantillon (g) n : quantité de matière (mol) 1 M : masse molaire (g.mol )
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Fiche 1La quantité de matière
*Calcul du volume dune quantité de matière 1 On définit pour cela levolume molaire: volume dune mole dentités, notée V .en L.mol m
V = V×n m
V : volume de léchantillon (L) n : la quantité de matière (mol) 1 V : volume molaire (L.mol ) m
Tous les gaz ont le même volume molaire V . Par exemple, à T = 0 °C et P = 1,013 bar m 1 (conditions normales de température et de pression), V (gaz) = 22,4 L.mol . m 3. EN PRATIQUE 24 cDéterminons la quantité de matière correspondant à1,5.10molécules de sulfate de cuivre hydratéCuSO , 5 H O. 4 2 24 N 1,5.10 n(CuSO , 5 H O) =- cestàdire :n(CuSO , 5 H O) =-4 2 4 2 23 N A6,02.10 n(CuSO , 5 H O) = 2,5 mol 4 2 Déterminons la masse de cet échantillon : m(CuSO , 5 H O) = n(CuSO , 5 H O)O)5 H M(CuSO , 4 2 4 2 4 2
Ne pas oublier les 5H O dans le calcul de la masse molaire. 2 2 Ainsi,5 H O) =m(CuSO , 2,5g.249,6 = 6,2.10 4 2
cMaintenant, cherchons combien il y a de molécules de butaneC Hdans un flacon de 4 10 1 25 mL dans les conditions normales de température et de pression (V (gaz) = 22,4 L.mol ) m N = n(C H )N 4 10 A V V Or, n(C H ) =-N = donc -N 4 10 A VmVm –3 25.10 23 20 Ainsi, N =-6,7.10 molécules6,02.10 = 22,4 cEnfin, calculons la quantité de matière dacide ascorbique contenu dans un comprimé de vitamine C, contenant 500 mg dacide ascorbiqueC H O. 6 8 6 m(C H O) 6 8 6 n(C H O) =-6 8 6 M(C H O) 6 8 6 –3 500.10 3 Ainsi, n(C H O) =-= 2,84.10 mol. 6 8 6 176,0
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