ANNEXE 1 UN RAPPEL DE QUELQUES UNITÉS DE MESURE ET DE QUELQUES FORMULES MATHÉMATIQUES Quelques unités de mesure Grandeur Symbole Unité de mesure Aire A Mètre carré (centimètre carré) Symbole de l unité de mesure Quelques correspondances m 2 (cm 2 ) 1 m 2 10 000 cm 2 Capacité calorifique C Joule par degré Celsius J/ C 1 kj/ C 1000 J/ C Capacité thermique massique c Joule par gramme Celsius J/g C 1 J/g C 1 kj/kg C Capacité thermique massique de l'eau : 4,19 J/g C Chaleur Q Joule (kilojoule) J (kj) 1 kj 1000 J Concentration C Gramme par litre Constante des gaz parfaits R Mole par litre Kilopascal litre par mole Kelvin g/l mol/l kpa L/mol K 1 g/l 1 g 1000 ml 1 mol/l 1 mol 1000 ml R 8,314 kpa L/mol K Énergie E Joule (kilojoule) J (kj) 1 J 1 N 1 m Enthalpie H Joule (kilojoule) J (kj) 1 kj 1000 J Force F Newton N 1 N 1 kg m s 2 Masse m Gramme (milligramme, kilogramme) g (mg, kg) 1 kg 1000 g Masse molaire M Gramme par mole g/mol x g/mol x g 1 mol Nombre de moles n Mole mol 1 mol 6,02 10 23 entités Pression P Pascal (kilopascal) Millimètre de mercure Température T Degré Celsius Kelvin Pa (kpa) mm Hg C K 1 Pa 1 N 1 m 2 1 kpa 1000 Pa 1 mm Hg 0,13 kpa 0 C 273 K Vitesse v Mètre par seconde m/s 1 m/s 3,6 km/h Vitesse de réaction v Mole par litre seconde mol/l s 1 mol/l s 60 mol/l min Volume V Litre (millilitre) L (ml) 1 L 1000 ml 1
Quelques formules mathématiques Chaleur absorbée ou dégagée par un calorimètre Q calorimètre C calorimètre ΔT où Q calorimètre représente la chaleur absorbée ou dégagée par le calorimètre C calorimètre représente la capacité calorifique du calorimètre (en J/ C ou en kj/mol) ΔT représente la variation de température des composantes du calorimètre (en C) Chaleur absorbée ou dégagée par un calorimètre de polystyrène Q calorimètre m eau c eau ΔT eau où Q calorimètre représente la chaleur absorbée ou dégagée par l eau du calorimètre (en J) m eau représente la masse de l eau (en g) c eau représente la capacité thermique massique de l eau (4,19 J/g C) ΔT eau représente la variation de température de l eau (en C) Métho Chaleur et énergie thermique Q mcδt où Q représente la chaleur absorbée ou dégagée (en J) m représente la masse (en g) c représente la capacité thermique massique (en J/g C) ΔT représente la variation de température (en C) Concentration d une solution en g/l C m où C représente la concentration (en g/l) V mreprésente la masse du soluté dissous (en g) V représente le volume de la solution (en L) Concentration d une solution en mol/l C n où C représente la concentration (en mol/l) V nreprésente la quantité de soluté (en mol) V représente le volume de la solution (en L) Concentration et volume d une solution avant et après une dilution C 1 V 1 C 2 V 2 où C 1 représente la concentration initiale V 1 représente le volume initial C 2 représente la concentration finale V 2 représente le volume final 2
Constante d acidité Soit HA (aq) H (aq) + A (aq) : K a [H ][A ] où K a représente la constante d acidité [HA] [H ] représente la concentration en ions hydronium dans l eau (en mol/l) [A ] représente la concentration de la base conjuguée (en mol/l) [HA] représente la concentration de l acide non dissocié (en mol/l) Constante de basicité Soit B (aq) H 2 O (l) B (aq) OH (aq) : K b [B ][OH ] où K b représente la constante de basicité [B] [B ] représente la concentration de l acide conjugué (en mol/l) [OH ] représente la concentration en ions OH dans l eau (en mol/l) [B] représente la concentration de la base non transformée (en mol/l) Constante d équilibre d une réaction Soit aa bb c C dd: K c [C] c [D] d où K c représente la constante d équilibre [A] a [B] b en fonction des concentrations [C] et [D] représentent les concentrations des produits à l équilibre (en mol/l) [A] et [B] représentent les concentrations des réactifs à l équilibre (en mol/l) les exposants correspondent aux coefficients de l équation chimique balancée Constante d équilibre en fonction des pressions partielles Soit aa bb cc d D : K p (P pc ) c (P pd ) d où K p représente la constante d équilibre (P pa ) a (P pb ) b en fonction des pressions partielles P pc et P pd représentent les pressions partielles des produits à l équilibre (en kpa) P pa et P pb représentent les pressions partielles des réactifs à l équilibre (en kpa) les exposants correspondent aux coefficients de l équation chimique balancée 3
Constante d ionisation de l eau K eau = [H ][OH ] où K eau représente la constante d équilibre de l ionisation de l eau [H ] représente la concentration en ions H (en mol/l) [OH ] représente la concentration en ions OH (en mol/l) Métho Constante du produit de solubilité Soit X n Y m(s) nx (aq) + my (aq) : K ps = [X ] n [Y ] m où K ps représente la constante du produit de solubilité [X ] et [Y ] représentent les concen - trations des ions à l équilibre (en mol/l) n et m correspondent aux coefficients de chacun des ions Énergie cinétique d une particule E k = 1 2 mv 2 où E k représente l énergie cinétique de la particule (en J) m représente la masse de la particule (en kg) v représente la vitesse de la particule (en m/s) Énergie d activation E a = H ca H r où E a représente l énergie d activation H ca représente l enthalpie du complexe activé H r représente l enthalpie des réactifs Loi de vitesse de réaction Soit aa + bb cc + dd: v = k[a] m [B] n où v représente la vitesse de la réaction (en mol/l s) k représente la constante de vitesse les exposants m et n représentent l ordre de la réaction en fonction de chacun des réactifs 4
Loi des gaz parfaits PV nrt où P représente la pression (en kpa) V représente le volume (en L) n représente la quantité de gaz (en mol) R représente la constante des gaz (en kpa L/mol K) T représente la température (en K) Loi des pressions partielles P T P pa P pb P pc où P T représente la pression totale du mélange P pa représente la pression partielle du gaz A P pb représente la pression partielle du gaz B P pc représente la pression partielle du gaz C Loi générale des gaz P 1 V 1 P 2 V 2 où P 1 représente la pression initiale n 1 T 1 n 2 T 2 (en kpa ou en mm Hg) V 1 représente le volume initial (en ml ou en L) n 1 représente la quantité de gaz initiale (en mol) T 1 représente la température initiale (en K) P 2 représente la pression finale (en kpa ou en mm Hg) V 2 représente le volume final (en ml ou en L) n 2 représente la quantité de gaz finale (en mol) T 2 représente la température finale (en K) Masse molaire M m où M représente la masse molaire (en g/mol) n mreprésente la masse (en g) n représente le nombre de moles (en mol) ph ph log [H + ] ou [H + ] = 10 ph Pression P F A où P représente la pression (en Pa) F représente la force (en N) A représente l aire de la surface qui subit la force (en m 2 ) 5
Pression partielle d un gaz P pa P n A T où P pa représente la pression partielle du gaz A n T P T représente la pression totale du mélange n T représente la quantité de gaz totale (en mol) n A représente la quantité du gaz A (en mol) Métho Variation d enthalpie ΔH H p H r où ΔH représente la variation d enthalpie H p représente l enthalpie des produits H r représente l enthalpie des réactifs Variation de température ΔT T f T i où ΔT représente la variation de température (en C) T f représente la température finale (en C) T i représente la température initiale (en C) Vitesse générale de réaction Soit aa bb cc dd: v g v A v B v C v D a b c d où v g représente la vitesse générale, en mol/l s ou en mol/s v A, v B, v C et v D représentent la vitesse en fonction de chacune des substances en jeu dans la réaction, en mol/l s ou en mol/s a, b, c et d représentent les coefficients de chaque substance 6