LA MOLE

DEFINITIONS

La mole est l’unité de la quantité de matière dans le système international (SI). Son symbole est mol.

·         Quantité de matière

La quantité de matière est le nombre de moles d’entités élémentaires contenues dans un échantillon de corps pur. Elle est notée n et s’exprime en mol.

·         Nombre d’Avogadro

Une mole de particules est formée de NA particules. NA est le nombre d’Avogadro.

Sa valeur approchée est 6,02.1023 mol-1.

Exemple : une mole de molécules d’eau contient NA molécules d’eau

D’une manière générale le nombre d’entités élémentaires N (atomes, molécules et ions) contenus dans une quantité de matière n (en mol) est donné par la formule :

N=nNA

N : nombre d’entités élémentaires

NA : nombre d’Avogadro

n : quantité de matière

·         Masse molaire 

La masse molaire est la masse d’une mole d’entités chimiques. Elle est notée M et s’exprime en gramme par mole (g/mol ou g.mol-1)

Ø  Lorsque l’entité chimique est un atome, la masse molaire est dite masse molaire atomique. La masse molaire atomique d’un élément ou masse atomique est la masse d’une mole d’atomes de cet élément. Elle est notée M(X) pour l’élément X et s’exprime en g.mol-1.

Exemple : Masse molaire atomique du carbone : M(C)=12 g.mol-1

Ø  Lorsque l’entité chimique est une molécule, la masse molaire est dite masse molaire moléculaire. La masse molaire moléculaire (ou masse molaire) d’un corps moléculaire est la masse d’une mole de molécule de ce corps. Elle est notée M et s’exprime en g.mol-1.

On l’obtient en faisant la somme des masses molaires des atomes présents dans la molécule.

Exemple : Déterminer la masse molaire de l’eau (H2O)

MH2O=2xMH +MO=2x1+16=18 g.mol-1

Remarque :

La masse d’un électron est très faible par rapport aux masses des autres particules. Ainsi la masse molaire ionique d’un ion monoatomique est pratiquement égale à la masse molaire atomique de l’atome d’où il provient.

Exemple : MNa+= MNa ;  MCl- = MCl

Pour déterminer la masse molaire d’un solide ionique, on procède comme pour un solide moléculaire.

 

DETERMINATION D’UNE QUANTITE DE MATIERE

Ø  Cas des solides et liquides

Pour les solides et les liquides :    n=m/M   

 

M : masse molaire (g.mol-1)

m : masse de l’échantillon(g)

n : quantité de matière (mol)

 

Ø  Cas des corps purs gazeux : le volume molaire

·         Loi d’Avogadro-Ampère 

Dans les mêmes conditions de température et de pression, le volume occupé par une mole de gaz est indépendant de la nature de ce gaz. On l’appelle volume molaire, noté Vm.

Dans les conditions normales de température et de pression (0°C ; 1,013Pa), le volume molaire vaut 22,4 l.mol-1

 

·         Détermination d’une quantité de matière pour les gaz :  n=V/Vm   

 

Vm : Volume molaire (l.mol-1)

V : Volume de l’échantillon(l)

n: quantité de matière (n)

 

EXERCICES

 

EXERCICE  I :
1) Déterminer la quantité de matière n d'un échantillon contenant : 4,86x1021 atomes de carbone et 8,35x1024 molécules d'eau

2) Déterminer le nombre N d'entités contenues dans les échantillons suivants
.      a) 5,00x10-3 moles de cuivre
.      b) 12 moles de dioxyde de carbone

NA=6,023.1023 est le nombre d’Avogadro

 

EXERCICE II:

On considère  un échantillon de 1,6g de soufre.

1. Quelle quantité de matière renferme  cet échantillon ?

2. Quel nombre d’atomes contient-il ?

3.Au cours de la combustion d’un morceau de soufre, on a recueilli 100 cm3 de dioxyde de soufre (SO3), volume mesuré dans les conditions pour lesquelles le volume molaire vaut 25l.

3.1 Quelle quantité de matière referme ce volume gazeux ?

3.2  Quelle est la masse du gaz ?

On donne :        H : 1      N : 14     S : 32      O : 16

 

EXERCICE III:

L’ammoniac est un gaz de formule chimique NH3

1. Quelle quantité de matière renferme 3,4 g d’ammoniac ?

2. Quel est le volume occupé dans les conditions normales par 3,4 g d’ammoniac ?

3. Quel sera son volume en litre s’il contient 0.5 moles de quantité de matière ?

 Volume mesuré dans les conditions où le volume molaire vaut 25 l.                                                                              

 

EXERCICE IV :

L’Aspirine ou acide acétylsalicylique à pour formule brute : C9H8O4.

1-   Déterminer sa masse molaire.                                                                         

2-   Calculer la quantité de matière contenue dans un comprimé d’Aspirine 500 (un comprimé à une masse de 500 mg).

On donne :                    C :12.   H :1.      O :16  

 

EXERCICE V:

La formule  d’un composé  peut s’écrire : CxHyO

L’analyse montre que ce corps contient  en masse, 62,1% de carbone et 10,3% d’hydrogène.

1. Déterminer le pourcentage en masse de l’oxygène.

2. En déduire la masse molaire  du composé

3. Trouver la formule  du composé.

 

CORRIGES

EXERCICE I:

1. =  

 




.     =  

                                         

2. a) N=nNA

=5,00×10-3×6,023×1023=30,1×1020
.     b) N=nNA

 =12×6,023×1023=72,27.1023.

EXERCICE II:

1. n=n/m=1,6/32=0,05 mol

2. N=nNA =0,05x6,02.1023=0,30.1023

3.

3.1 n=V/Vm=0,1/25=0,004 mol

3.2 m=n.M=0,004x (32+2x16)=0,256g.

 

EXERCICE III:

1. n=m/M=3,4/17=0,2mol

2. n=V/Vm=>V=nVm=0,2x22,4=4,48 l

3. V=nVm=0,5x25=12,5 l

 

EXERCICE IV :

1-   M=9x12+8x1+4x16=180 mol.g-1                                                                   

2-   n=0,5/180=0,0028mol

 

EXERCICE V:  

1. %

2.

3.

   

C3H6O :