Unité 7 : La quantité de matière: la mole

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1 Cours de chiie de tronc coun scientifique et technologie Unité 7 : La quantité de atière: la ole I. La quantité de atière: la ole Pour faciliter le coptage d un grand nobre d objet identique (feuilles de papiers, grains de riz,.) ceuxci sont regroupés en paquets. De la êe anière, en chiie, les atoes, les olécules, les ions sont regroupés en paquet chacun de ces paquet de particules contient 6,0x10 3 particules. Ce paquet appelé ole. Une ole d atoes, de olécules ou d ions est la quantité de atière d un systèe contenant 6,0x10 3 atoes, olécules ou ions. 1. Définition de la ole La ole est la quantité de atière d un systèe contenant autant d entités éléentaires qu il y a d atoes dans 1,00 g de carbone 1. Nous représentons la quantité de atière par la lettre n et il s exprie en ol (ole sans e). La constante d Avogadro - Les esures récentes indiquent qu il y a 6,0137 x10 3 atoes de carbone dans 1,0g de carbone 1. Ce nobre s appelle le nobre d Avogadro Point historique Aedeo Avogadro - On définit la constante d Avogadro, notée N A, coe le nobre d entités éléentaires contenues dans 1 ole. 3 1 N = 6,0 10 ol. A - Considérons un échantillon de atière contenant N entités éléentaires. Il y a proportionnalité entre le nobre N d entités éléentaires et la quantité de atière n de cette entité. Par définition de la constante d Avogadro, cette relation s écrit : Exercice d application 1: N N - Déteriner la quantité de l eau dans un échantillon de l eau contient un nobre A 3 = olécules d eau. N 18, Déteriner le nobre d atoe de cuivre dans un échantillon de cuivre son quantité de atière est 0,3 ol Physicien et chiiste italien, Avogadro ( ) est né et ort à Turin. En physique, il s est principaleent intéressé à l électricité, suite à la découverte de la pile électrique par volta en Sa contribution fondaentale à la chiie concerne l étude des gaz avec la loi d Avogadro-Apère. L expression constante d Avogadro rend hoage à ses travaux. Réalisé par : prof. Ait baaziz abderrahane/ lycée M haed belhsane el ouazani/ safi Page 35

2 Cours de chiie de tronc coun scientifique et technologie II. Déterination de la quantité de atière 1. Définition de la asse olaire La asse olaire d une espèce chiique est la asse d une ole d entité de cette espèce. - On sybolise la asse olaire par M - Conventionnelleent en chiie, on donne les asses en graes ; la asse olaire s exprie donc en g.ol -1.. Déterination des asses olaires a) Masse olaire atoique - La asse olaire atoique est la asse d une ole d atoes tous identiques de l espèce considérée. - Les asses olaires atoiques sont figurées dans le tableau de la classification périodique des éléents chiiques. Exeples : asse olaire atoique de carbone M(C)=1,0 g.ol -1 Masse olaire atoique d oxygène M(O)=16,0 g.ol -1 b) Masse olaire oléculaire - La asse olaire oléculaire est la asse d une ole de olécules de l espèce considérée. - La asse olaire oléculaire s obtient en faisant la soe des asses olaires atoique des atoes qui constituent la olécule (en considérant les coefficients dans la forule de la olécule). On écrit par exeple : olécule de saccharose ( C H O ) = 1 ( C) + ( H) + 11 ( O) M M M M 1 11 M C H O = Exercice d application : Calculer la asse olaire oléculaire des espèces suivantes : L eau H O - dioxyde de carbone CO - sulfate de cuivre CuSO 4 Réalisé par : prof. Ait baaziz abderrahane/ lycée M haed belhsane el ouazani/ safi Page 36

3 Cours de chiie de tronc coun scientifique et technologie 3. Masse et quantité de atière La quantité de atière n (en ol) d un échantillon d un espèce X s obtient en divisant la asse de l échantillon de cette espèce par sa asse olaire M(X). M X - Dans le cas particulier d un corps pur X liquide de asse voluique ρ ( X), il est parfois plus pratique de esurer son volue V( X ). Dans ce cas, la quantité de atière n est donnée par la relation Exercice d application 3 : calculer : ( X) V( X) M( X) ρ - La quantité de atière contenue dans 8,0g de fer étal. - La asse de 0,50 ol de dioxyde de soufre SO 4 - La quantité de atière contenue dans un volue V = 10L de linalol C H O de asse voluique ρ = 0,9g.L 1 III. Déterination de la quantité de la atière en cas des gaz 1. Définition du volue olaire Le volue olaire d un gaz est le volue occupé par une ole de gaz dans des conditions données de tepérature et de pression. Nous représentons le volue olaire par soit L.ol 1 V ; en chiie, le volue olaire s exprie en litres par ole, Loi d Avogadro-Apère : Le volue occupé par une ole de olécules de gaz, pris dans à une tepérature et une pression bien déterinées, est le êe, quel que soit le gaz. Le volue olaire ne dépend pas de la nature du gaz considéré : dans les êes conditions, tous les gaz ont le êe volue olaire. Dans les conditions usuelles de tepérature et de pression( P 1bar; θ 0 C), le volue olaire est V 1 = 4L.ol. Réalisé par : prof. Ait baaziz abderrahane/ lycée M haed belhsane el ouazani/ safi Page 37

4 Cours de chiie de tronc coun scientifique et technologie Dans les conditions norales de tepérature et de pression( P 1bar; θ = 0 C), le volue olaire vaut V0 =,4L.ol. Volue et quantité de atière 1 On obtient la quantité de atière n d une espèce chiique gazeuse en divisant son volue V par le volue V olaire V : V Les volues V et Exercice d application 4: V sont esurés dans les êes conditions de tepérature et de pression. - On considère un flacon de dichlore de 1,0L, il a été repli dans des conditions telles que le volue olaire vaut 4L.ol -1. Calculer la quantité de dichlore dans le flacon. - Une réaction chiique fournit n=15, ol de gaz aoniac NH. Quel volue ce gaz occupe-t-il 3 dans les CNTP. 3. Densité de gaz La densité d un gaz c est grandeur sans unité définie par la relation générale suivante : - ( gaz ) : La asse d un volue V d un gaz. - ( air ) : la asse de êe volue de l air. Le gaz et l air sont pris dans les êes conditions de tepérature et de pression d = gaz air La densité de gaz X est déterinée facileent par la relation : ( x) d = M 9 Exercice : 1- le carat est une unité de asse utilisée en joaillerie. Il vaut 0,0g. Le diaant est constitué d atoes de carbone. Quelle quantité de carbone (en ol) y a-t-il dans un diaant de 6,0 carats? - Un balon de baudruche de volue V=8,0L est repli de dihydrogène H dans les conditions où le volue olaire est égal à 4 L.ol -1. Quelle quantité de dihydrogène (en ol) est contenue dans le ballon. En déduire la asse de ce gaz. Réalisé par : prof. Ait baaziz abderrahane/ lycée M haed belhsane el ouazani/ safi Page 38

5 Cours de chiie de tronc coun scientifique et technologie 3- Une huile alientaire a pour asse voluiqueρ = 0,90g.L 1. Elle est constituée d oléine, espèce chiique de asse olaire un prélèveent de volue V M = 884g.ol 1. calculer la quantité d oléine (en ol) contenue dans = 11,0L de cette huile alientaire. Réalisé par : prof. Ait baaziz abderrahane/ lycée M haed belhsane el ouazani/ safi