Chap. 3 : L’unité de quantité de matière : la mole.

Activité 1

Questions :1°) Comment fait-on pour compter un grand nombre d’objets ?2°) Comment appelle-t-on un paquet d’entités chimiques identiques

(atomes, molécules, ions ou électrons) ?3°) Quel est le nombre d’entités chimiques identiques contenues

dans une mole ? Ce nombre est appelé constante d’Avogadro. Citer les exemples du texte pour les différentes entités chimiques.

4°) Quel est l’intérêt de cette constante 6,02 1023 dite d’Avogadro ?

LIRE le texte de l’ACTIVITE 1.

1) La mole1.1. Du microscopique au macroscopique

Exercice 1 : L’apport Journalier Recommandé (AJR) selon l’AFSSA (Agence Française de Sécurité sanitaire des Aliments) pour le magnésium (ion magnésium Mg2+) est de m 420 mg.

Sachant que la masse d’un ion magnésium est de m(ion) 4,0.10–26 kg, quel est l’apport N en nombre d’ion magnésium recommandé par jour ?

Le chocolat : source de magnésium.

Le nombre d’entités microscopiques …

1.2. La mole, unité de quantité de matière n

Une mole d’atomes, de molécules ou d’ …

Remarque : on utilise aussi …

Avec NA = 6,02.1023 … est appelée …

n, quantité de matière en mol (niveau

macroscopique)1 2 5 10 0,1

N, nombre d’entités microscopique

6,02.1023 12,04.1023 30,1.1023 6,02.1024 6,02.1022

x NA

Tableau 1

On a donc …

1.3. Calcul d’une quantité de matière n

D’où la relation …

Exercice 2 : Déterminer la quantité de matière n(Mg2+) en mol contenu dans 420 mg d’ion magnésium.

Activité 2 :

« La mole est, par définition, la quantité de matière d’un système contenant autant d’entités élémentaires qu’il y a d’atomes dans 12,0 g de carbone 12 ».

Quelle est la quantité d’atomes n, en mol, contenu dans le bécher posé sur votre paillasse ?

Activité 3 :

On a préparé 6 béchers contenant une certaine quantité de matière d’espèce chimique.

Bécher 1 2 3 4 5 6

Espècechimique

Carbone(C)

Eau(H2O)

Sucre(saccharose)(C12H22O11)

Fer(Fe)

Permanganatede

potassium(KMNO4)

Cuivre(Cu)

Proposer un mode opératoire permettant de trouver la quantité de matière présente dans les béchers 1, 4, et 6.

2) Quantité de matière et masse2.1. Masse molaire atomique

La masse molaire atomique M d’un élément est …

Elle s’exprime en …

La masse molaire d’un ion monoatomique est …

Activité 3 (suite) :

On a préparé 6 béchers contenant une certaine quantité de matière d’espèce chimique.

Bécher 1 2 3 4 5 6

Espècechimique

Carbone(C)

Eau(H2O)

Sucre(saccharose)(C12H22O11)

Fer(Fe)

Permanganatede

potassium(KMNO4)

Cuivre(Cu)

Proposer un mode opératoire permettant de trouver la quantité de matière présente dans les béchers 2, 3, et 5.

2.2. Masse molaire moléculaire

La masse molaire moléculaire d’une espèce chimique est …

Elle est égale …

La masse molaire d’un ion polyatomique est …

Exercice 4 : L’ion permanganate a pour formule MnO4–.

Quelle est sa masse molaire ?

Exercice 3 : L’urée a pour formule brute CH4N2O. Quelle est sa masse molaire ?

Activité 4 : Peser 100 mL d’eau à l’aide d’une fiole jaugée.Quelle est la quantité de matière n(H2O) contenu dans cette fiole ?

2.3. Relation entre masse m et quantité de matière n

Pour un échantillon contenant une seule espèce chimique, on a …

Activité 5 : Pour préparer une solution de saccharose (C12H22O11), on désire prélever une masse correspondant à n(sac) = 5,0.10–3 mol de saccharose.Quelle est la valeur de la masse m(sac) à prélever ? La prélever.

OH

OH

OHCH2

OH

CH2

OHOH

OH

OH

CH2

O

CH

CHCH

CH

CH

O

O CH

CHCH

C

Je connais :La masse

d’une espèce chimique soluble m

Je connais :La

concentration molaire C

Je connais :La

concentration massique

Cm

Je connais :La masse

volumique de l’espèce chimique

Je connais :La quantité

de matière n

Je peux trouver la quantité de matière n grâce au volume de la solution

Vsolution par :

Je peux trouver la concentration molaire C grâce au volume de la solution Vsolution par :

Je peux trouver la quantité de matière n grâce à la masse

molaire M par :

Je peux trouver la masse m grâce à la

masse molaire M par :

Je peux trouver la masse m grâce au

volume V de l’espèce chimique par :

Je peux trouver la masse volumique

grâce au volume V de l’espèce chimique par

:

Je peux trouver la masse m grâce au

volume de la solution Vsolution par :

Je peux trouver la concentration molaire C grâce à la masse molaire

M par :

Je peux trouver la concentration massique Cm grâce à la masse

molaire M par :

Je peux trouver la concentration

massique Cm grâce au volume de la

solution Vsolution par :

Je connais :

La quantité d’entité NJe peux trouver la quantité de

matière n grâce à la constante d’Avogadro NA par :

Je peux trouver la quantité d’entité grâce à la constante d’Avogadro NA

par :

Je connais :La masse d’une espèce chimique

soluble m

Je connais :La quantité de

matière n

Je peux trouver la quantité de matière n grâce au volume de la solution Vsolution par :

Je peux trouver la concentration molaire C

grâce au volume de la solution Vsolution par :

Je peux trouver la quantité de matière n

grâce à la masse molaire M par :

Je peux trouver la masse m grâce à la masse

molaire M par :

Je peux trouver la masse m grâce au volume V de l’espèce chimique par :

Je connais :

La quantité d’entité NJe peux trouver la quantité de

matière n grâce à la constante d’Avogadro NA par :

Je peux trouver la quantité d’entité grâce à la constante d’Avogadro NA

par :

n = m / M

m = n M

n = N / NA

N = n NA