T.P « DÉTERMINATION DES QUANTITÉS DE MATIÈRE »

I. Idée pratique fondamentale:

* Dans un atome, c'est seulement le noyau qui possède ( à peu près ) toute la masse .

Les électrons ont une masse ..............................................................................................

Les protons ont une masse .................................................................................................

* Idée d'avogadro:

a. Un atome d'hydrogène ( A = 1 ) ne possède qu'un seul nucléon dans son noyau.

Ce nucléon est un ...................

Pour obtenir une masse de 1g d'hydrogène , il faut ( mesure faite par des physiciens ) 6,02 . 10²³ atomes d'hydrogène. Autrement dit, la masse de 6,02 . 10²³ nucléons est de 1g !

b. Un atome d'hélium ( A = 4 ) possède quatre nucléons dans son noyau.

Pour obtenir une masse de 4g d'hélium , il faut 6,02 . 10²³ atomes d'hélium.

Autrement dit, la masse de 4 × 6,02 . 10²³ nucléons est de 4g !

c. Un atome de lithium ( A = 7 ) possède sept nucléons dans son noyau.

Pour obtenir une masse de 7g de lithium , il faut 6,02 . 10²³ atomes de lithium.

Autrement dit, la masse de 7 × 6,02 . 10²³ nucléons est de 7g !

d. Un atome d'uranium ( A = 238 ) possède 238 nucléons dans son noyau.

Pour obtenir une masse de 238g d'uranium , il faut 6,02 . 10²³ atomes d'uranium.

Autrement dit, la masse de 238 × 6,02 . 10²³ nucléons est de 238 g !

conclusion:

D'une façon générale, un atome X de nombre de masse "A" possède "A" nucléons dans son noyau.

Pour obtenir une masse de "A" g de X, il faut 6,02 . 10²³ atomes de X .

Autrement dit, la masse de "A" × 6,02 . 10²³ nucléons est de "A" g .

II. Définitions:

a. La mole étant une unité très bien adaptée aux expériences, les chimistes raisonnent donc en "gros paquets" d'atomes ou de molécules, appelés moles.

* Par décret: " La mole est la quantité de matière d'un système contenant autant d'entités élémentaires qu'il y a d'atomes dans 0,012 kg de carbone 12".

Le symbole de la mole est " mol " .

*Ainsi: dans une mole d'atomes , il y a 6,02 . 10²³ atomes .

dans une mole de molécules , il y a ..................... molécules .

dans une mole d'ions , il y a ..................... ions .

• Ce nombre est la constante d'Avogadro. Il est noté:

N_A = 6,02 . 10²³ mol^-1

b. La masse d'une mole d'atomes est appelée masse molaire atomique. Elle s'exprime en g.mol^-1

On la note M (majuscule). Elle est donnée par le tableau de la classification périodique .

ex : pour ¹ H , M_H = ..…... g.mol^-1 ; ^{pour 12} C , M_C = ……..... g.mol^-1

^{1 6}

c. La masse d'une mole de molécules est appelée masse molaire moléculaire. C'est la masse de .......................... molécules. Elle s'exprime en g.mol^-1 . Elle se calcule à partir des masses molaires atomiques.

ex: M_CO2 = M_C + 2 M_O = ....................................................................................

M_CH4 = ............................ = ..............................................................................

d ) Relation entre masse molaire et quantité de matière:

1 mole a pour masse molaire notée : M .

n moles ont pour masse notée : m

d'où, à retenir pour une quantité de matière de n moles :

m = ........ × ........... ou n = m / M

III. Le corps pur est un solide:

a. On dispose d'un échantillon de cuivre ( la masse molaire du cuivre est M_Cu = 63,5 g.mol^-1 )

Déterminer la masse m_Cu de l'échantillon à l'aide d'une balance .

On obtient : m_Cu = ...............................

Calculer la quantité de matière (en mol) contenue dans cet échantillon:

n_Cu = ................................

b. On dispose d'un échantillon de 10 clous en fer.

( la masse molaire du fer est M_Fe = 56 g.mol^-1 )

Déterminer la masse m_Fe de l'échantillon à l'aide d'une balance .

On obtient : m_Fe = ...............................

Calculer la quantité de matière (en mol) contenue dans cet échantillon:

n_Fe = ................................

c. De même ( en utilisant la même méthode ) :

*On dispose d'un échantillon de sucre (1 morceau) . La formule du sucre est : C₁₂H₂₂O₁₁

Sachant que : M_C = 12 g.mol^-1 ; M_H = 1 g.mol^-1 ; M_O = 16 g.mol^-1 , calculer n_C12H22O11.

*On dispose d'un échantillon de soufre (1 cuillérée ) . La formule du soufre est S .

Sachant que : M_S = 32 g.mol^-1 , calculer nS.

Remarque importante:

Si le corps pur est un liquide, ou un gaz, alors la quantité de matière ( en mol ) contenue dans un échantillon, se détermine de la même façon que pour un solide.

Page d’accueil