Chapitre 11 : Quantité de matière et concentration molaire

Introduction : changement d'échelle nécessaire
Dans un soucis de simplification, le chimiste effectue un changement d'échelle : il regroupe les atomes (ou autres entités) par « paquets », appelés moles. Ce changement permet de passer du niveau microscopique au niveau macroscopique dans lequel le chimiste pourra mesurer des masses ou volumes correspondants.

I) La quantité de matière
Définitions :
Mole = Une mole d’entité (atomes, ions, molécules) est un paquets de 6,02 x 10^23 entités. Ce nombre est une constante universelle et ce nomme la constante d'Avogadro. Na = 6,02 x 10^23 mol^-1.
Il existe une relation de proportionnalité entre le nombre N d’entité, la constante d'Avogadro Na et la quantité de matière n.

N c'est un nombre Na en mol^-1 n en mol

Exemple :
Dans un javelot en aluminium il y a 1,12 x 10^25 atomes Al. Quel est la quantité de matière correspondante ?
→ Combien de « paquets » de 6,02 x 10^23 entités peut-on obtenir dans les 1,12 x 10^25 atomes ?
N = n x Na → n = N/Na = 1,12 x 10^25/ 6,02 x 10^23
Réponse : la quantité de matière est de 18,6 moles. n=18,6 mol

II ) Masses molaires
1.Masse molaire atomique
Il s'agit de la masse d'une mole d'atome exprimer en g.mol^-1 Son symbole est M.
A = nombre de masse = nombre de nucléons

Ex n°2 p.168 :
1-a) La quantité de matière n est le nombre de moles d’entités contenues dans l’échantillon étudié n = N/Na = 4,86x10^21/6,02x10^23 = 8x10^-3
2. Masse molaire moléculaire La masse molaire moléculaire d'un espèce chimique est la masse d'une mole de ces molécules. Elle est = à la somme des masses molaires atomiques de tous les atomes de la molécule. Elle s’exprime en g.mol^-1
3. Masse et quantité de matière La quantité n d'un échantillon, sa masse m et sa masse moléculaire M sont liés par m = n x M

Exemple : Quelle est la quantité de matière n de camphre dans une masse m = 200g de camphre pur ?