LA MOLE EN CHIMIE

1. Objectif Connaître l’unité de mesure de la matiére en chimie LA MOLE EN CHIMIE

2. 1. Activité • En se servant des caractéristiques de la masse d’un proton, d’un neutron et d’un électron, calculer la masse d’un atome de carbone On sait que pour le carbone ( Z = 6 et A = 12 )‏ Notons Mc la masse d’un atome de carbone Mc = masse des protons + masse des neutrons + masse des électrons Mc = 6 masse d’un proton + 6 masse d’un neutron + 6 masse d’un électron Mc = 6 ( 1, 67 . 10-27 ) + 6 ( 1, 67 . 10-27 ) + 6 ( 9, 1 . 10-31 ) Kg Mc = 2, 004 . 10-26 Kg

3. b) Calculer le nombre d’atomes de Carbone contenus dans 12 g de Carbone Il suffit de convertir la masse d’un atome de carbone en g et de faire le calcul de proportionnalité suivant : 1 atome de carbone a pour masse mc = 2, 004 . 10-26 Kg = 2, 004 . 10-23 g Donc dans 12 g de carbone il y a : 12 / 2, 004 . 10-23 = 5, 99 . 1023 atomes Remarque : Des calculs plus précis donnent le nombre suivant : 6, 02 . 1023

4. 2. Cours Définition 1 On appelle N la constante d’Avogadro Elle vaut 6, 02 . 1023 Remarque : la constante d’ Avogadro représente le coefficient multiplicatif qui permet de passer de l’échelle atomique à l’échelle humaine

5. 2. Cours Définition 2 En Chimie on regroupe les atomes par « paquet ». Un paquet s’appelle une mole Chaque mole contient 6, 02 . 1023 atomes Le symbole de la mole est mol Remarque : Une mole contient toujours le même nombre d’atomes, quelque soit l’atome. Donc une mole d’atome de fer contient le même nombre d’atomes qu’une mole d’atome de cuivre ou d’oxygène !

6. 3. Masse molaire atomique Calculons la masse d’une mole d’atome de fer et celle d’une mole d’atome d’argent. On sait que pour le fer ( Z = 26 et A = 56 )‏ Donc 1 atome de fer a pour masse mFe = 26 (1, 67 . 10-27 ) + 30 (1, 67 . 10-27 ) + 26 ( 9, 1 . 10-31 ) = 9, 354 . 10-26 Kg Comme il y a 6, 02 . 1023 atomes dans une mole, on peut calculer la masse d’une mole de fer MFe = ( 9, 354 . 10-26 ) . ( 6, 02 . 1023 ) = 0, 056311 Kg = 56, 311 g

7. On sait que pour l’argent ( Z = 47 et A = 108 )‏ Donc 1 atome de fer a pour masse mAg = 47 (1, 67 . 10-27 ) + 61 (1, 67 . 10-27 ) + 47 ( 9, 1 . 10-31 ) = 1, 8 . 10-25 Kg Comme il y a 6, 02 . 1023 atomes dans une mole, on peut calculer la masse d’une mole d’argent MAg = ( 1, 8 . 10-25 ) . ( 6, 02 . 1023 ) = 0, 108 Kg = 108 g

8. On remarque que la masse d’une mole d’un atome vaut le nombre de masse de cet atome Ainsi ce calcul est inutile puisqu’on peut trouver cette information dans la classification périodique des éléments

9. Définition 1 La masse molaire atomique d’un élément est la masse d’une mole de cet élément On la note MX ( où X représente l’élément )‏ On l’exprime en g / mol EX MC = 12 g / mol signifie qu’une mole de carbone a une masse de 12 g Remarque : pour connaître une masse molaire atomique, il suffit de la lire dans la classification périodique des éléments

10. Définition 2 La formule donnant le lien entre la masse molaire atomique et la masse est : m M = ------- n

11. Définition 2 La formule donnant le lien entre la masse molaire atomique et la masse est : m M = ------- n masse en g Masse molaire en g / mol Quantité de matière en mol

12. Exercice 1.Donner les formules permettant de calculer • m = • n =

13. m = M . n • n = m / M

14. 2. En déduire le remplissage du tableau Atome Symbole M ( g / mol )‏ m ( g ) n ( mol ) Hydrogène H 1 3 3 Soufre S 32 64 2 Fer Fe 56 1000 1000 / 56 Plomb Pb 207 5.10-2 207 ( 5.10-2)‏

15. 3. Masse molaire moléculaire Pour une molécule la masse molaire n’est pas donnée dans la classification périodique des éléments, il faut la calculer à partir des atomes qui la compose. La masse molaire d’une molécule est égale à la somme des masses molaires des atomes présents dans la molécule

16. Exemple Calculons la masse molaire de la molécule de l’eau ( H2 O ) M H2 O = 2 M H + M O

17. Exemple Calculons la masse molaire de la molécule de l’eau ( H2 O ) M H2 O = 2 M H + M O = 2(1 ) + 1 ( 16 )‏ = 18 g / mol

18. 4. Volume molaire Pour un gaz, on préfère parler de volume Plutôt que de masse Dans les mêmes conditions de températures et de pression, tous les gaz ont le même volume molaire V = 22, 4 L A faire n° 8, 9 et 10 p 199