Introduction à la chimie quantitative

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1 ollège / 1H / himie quantitative / AIDE-MÉMIRE Introduction à la chimie quantitative TABLE DES MATIERES 4.A. Introduction B. Atome... 2 Masse atomique moyenne (MA) masse moyenne d un atome Assemblage d atomes...3 Masse moléculaire(mm)-masse d une molécule D. Nombre de particules ( la mole ) E. Masse molaire (M) masse d'une mole...6 Site : login : eleve/ mot de passe :volt1234

2 4.A.Introduction Les séries d'exercices avec les objectifs de ce chapitre sont résumés ci-desss. EXERIES ET BJETIFS Série 10 Introduction de la chimie quantitative omprendre la signification et l utilité de la mole omprendre la signification de masse atomique [g/atome], moléculaire [g/molécule] et molaire [g/ mole] alculer la masse moléculaire et molaire Résdre des problèmes avec des masses, des moles et des nombres de particules (atomes, molécules,etc.) e chapitre introduit les notions de chimie quantitative. Le sujet sera repris et approfondi en 2ème année. 4.B.Atome Masse atomique moyenne (MA) masse moyenne d un atome Quelle est la masse d un atome de carbone 12 avec 6 neutrons? Par définition, 1 uma est exactement 1/12 de la masse du carbone 12. Ainsi, la masse atomique de l atome de carbone 12 vaut 12 uma. 1 uma = 1, g 6, uma = 1g Les masses atomiques moyennes de ts les éléments connus se trvent dans le tableau périodique, ss le symbole de l élément. Exemple Le carbone MA = 12,011 uma signification? un atome de carbone pèse en moyenne uma uma en moyenne par atome de carbone uma / atome Remarque : le calcul de la masse moyenne à partir des isotopes se trve dans les exercices p.2

3 Une question d ordre de grandeur : Au niveau de l atome (pas visible à l œil nu) Au niveau du visible à l œil nu Ex : 1 atome d hydrogène 1 Ex : Un objet que l on pèse avec une balance 1 uma = 1, g 1 g = 6, uma L unité de masse atomique est utilisée, car la masse de l atome est très petite Les grammes ne sont pas utilisés pr éviter un nombre proche de 0 et l écriture en puissances de 10 Les grammes sont utilisés pr déterminer la masse sur la plupart des balances de laboratoire L unité de masse atomique n est pas utilisée pr éviter un nombre très grand et l écriture en puissances de Assemblage d atomes Masse moléculaire(mm)-masse d une molécule Les principaux assemblages d atomes d ions sont la molécule et le composé ionique (les sels). Rappel (cf. Aide-mémoire : molécule et matière): Molécule : elle est un grpe distinct avec un nombre déterminé d atomes liés et elle est électriquement neutre. omment calculer la masse d une molécule? n additionne les masses atomiques des atomes présents dans la molécule Exemple : 2 MM 2 = MA + 2 MA 0 = = uma Signification : une molécule de 2 pèse en moyenne uma uma en moyenne par molécule de uma / molécule p.3

4 omposé ionique : il est constitué par un empilement d ions. Un composé ionique est électriquement neutre (la somme des charges des ions est nulle), car le rapport (proportion) entre les anions et les cations fait qu au final la charge est nulle. Exemple : Na l haque cristal de Nal aura une forte probabilité d avoir un nombre total différent de ions. 1 er cristal Na l ème cristal Na l Par simplification, il sera tjrs noté Nal sans indication du nombre d ions, car le nombre d ions varie mais la proportion entre ions restent identiques, dans ce cas la proportion est 1 : 1 (Na + : l - ). omment calculer la masse du composé ionique Nal? n additionne les masses atomiques des atomes présents dans la formule brute MM Nal = = MA Na + MA l = =58.44 uma Signification : un composé (Nal) avec un Na + et un l - pèse en moyenne uma uma en moyenne par Nal uma / molécule Résumé La masse moléculaire MM est la somme des masses atomiques des atomes présents dans la formule brute de l assemblage. Par simplification, la masse d un composé ionique est aussi notée MM : masse moléculaire, même s il ne s agit pas d une molécule. La formule brute d un composé ionique est svent assimilée à une molécule par erreur. Une molécule est un grpe distinct et défini d atomes ce qui n est pas le cas des composés ioniques. p.4

5 4.D.Nombre de particules ( la mole ) Prquoi a-t-on besoin de la mole? Par exemple, dans un verre d eau (3dL), il y a environ : atomes est-à-dire : atomes, car l'atome est très petit. Son diamètre moyen est d environ 1 Å (1 Angström=10 10 m). Pr éviter les puissances de dix et simplifier les calculs, ns allons utiliser une nvelle unité : la mole (mais il s agit en fait d un nombre). Par définition en chimie, une mole est égale à 6, Son symbole est mol. 1 mol de... = 6, de.. e nombre est aussi appelé le nombre d Avogadro N A : N A = 6, Ex. : - une mole de fraise signifie 6, fraises - 3 mol de pommes de terre signifie 3x6, pommes de terre La mole n est pas une unité de masse, elle ne donne pas une indication directe sur la masse des fraises d atomes de fer mais sur le nombre de fois que l on prend les fraises les atomes de fer. La masse d une mole dépendra de la composition de la substance (une mole de fer n a pas la même masse qu une mole de fraise). p.5

6 4.E.Masse molaire (M) masse d'une mole Il est très difficile de peser un atome une molécule à cause de sa masse très petite et d utiliser l unité de masse atomique (uma) dans la masse atomique (uma/ atome) moléculaire (uma/ molécule). Les chimistes utilisent la plupart du temps des balances et les grammes pr déterminer la masse d une substance. est prquoi, ils préfèrent utiliser la masse molaire (g/mol) qui donne la masse en gramme d une mole d atome de molécule. - La masse atomique (MA) est égale à la masse molaire d'atomes (M): Exemple : 6, , uma = 1g MA() = 12uma 1 atome decarbone = uma atomede carbone = 12 g 1mol d ' atomes decarbone =M() 6, , atomes = 1 mol d'atomes - La masse moléculaire (MM) est égale à la masse molaire de molécules (M) : Exemple : 6, , uma = 1g MM( 2 )= 44 uma 1 molécule de 2 = uma molécules de 2 = 44 g 1mol demolécules de 2 =M( 2 ) 6, , molécules = 1 mol de molécules n a uniquement amplifié pr passer d une fraction à l autre dans les 2 cas. p.6