1 Calculer une quantité de matière 1

1 1. Calculer une quantit de mati re 711 Calculer une quantit de mati reQuand on ne sait pas ! La quantit de mati re est une grandeur fondamentale en chimie. Elle se note n et s exprime en moles (unit : mol). Bien comprendre ce que repr sente une quantit de mati re est tr s important. Une mole est un ensemble 6,02 1023 entit s chimiques (atomes, ions ou mol cules). Ce nombre est appel constante d Avogadro et est not NA. Le calcul d une quantit de mati re sera diff rent selon que l esp ce tudi e est solide, liquide, dissoute dans une solution ou encore, 1 24 grammes de poudre de carbone (l isotope 12) contiennent 2,0 moles d atomes de carbone, c est- -dire 2 NA atomes de 2 100 mL d une solution de diiode de concentration 5,0 10 2 1 contiennent 5,0 10 3 moles de diiode c est- -dire 5,0 10 3 NA mol cules de faire ?

2 Plusieurs formules sont utiles pour Calculer une quantit de mati un solide : nmM=n, la quantit de mati re, s exprime en moles (mol) ;m, la masse, s exprime en grammes (g) ;M, la masse molaire , s exprime en grammes par mole ( 1).Pour une esp ce dissoute en solution : n = C VC, la concentration, s exprime en moles par litre ( 1) ;V, le volume s exprime en litres (L). 704/07/2019 17:00:17 Constitution et transformations de la mati re8 Pour un liquide : nVM= , la masse volumique, s exprime en grammes par litre ( 1) ;V, le volume du liquide, s exprime en litres (L) ;M, la masse molaire , s exprime en grammes par mole ( 1).

3 Pour un gaz : nVVm=V, le volume de gaz, s exprime en litres (L) ;Vm, le volume molaire, s exprime en litres par mole ( 1).Le volume molaire est le m me pour tous les gaz dits parfaits . Il d pend cependant de la temp rature et de la pression. une temp rature de 20 C et une pression de 1 013 hPa, Vm = 24,0 1. Pour Calculer une quantit de mati re, il faut donc :1. Identifier l tat de l esp ce chimique : solide, liquide, dissout dans une solution ou S lectionner la formule ad quate parmi celles donn es V rifier que toutes les grandeurs n cessaires au calcul de la quantit de mati re sont donn es dans l nonc.

4 Si ce n est pas le cas, Calculer ces grandeurs ( masse molaire par exemple) par Appliquer la formule en respectant les unit Exprimer le r sultat pas confondre une esp ce liquide et une esp ce dissoute en solution. Dans le premier cas, le liquide contient une seule esp ce chimique, dans le second, la solution contient des ions dissous dans un solvant (l eau pour une solution aqueuse).La masse volumique s exprime dans plusieurs unit s : 1, 1, 1 ou encore 3. Il est donc parfois n cessaire d effectuer une conversion ( voir fiche n 54).On donne parfois la densit (grandeur sans unit ) au lieu de la masse volumique.

5 La densit d un liquide est le rapport entre la masse volumique de ce liquide et la masse volumique de l eau (1 1). Ainsi, si la densit d un liquide est gale 1,10 alors sa masse volumique est gale 1,10 804/07/2019 17:00:181. Calculer une quantit de mati re 9Il est tr s utile de pr ciser, entre parenth ses, quelle est l esp ce chimique tudi e. En effet, dans un probl me de chimie, on rencontre souvent plusieurs esp ces chimiques diff rentes et ne pas distinguer les quantit s de mati re peut cr er une confusion et aboutir des trait Calculer la quantit de mati re d ions argent contenus dans 200 mL d une solution de nitrate d argent de concentration C = 2,0 10 2 1.

6 SOLUTIONM ettons en uvre la m thode indiqu e dans la partie Que faire ? .1. On cherche ici la quantit de mati re des ions argent, pr sents dans une solution aqueuse. On est dans le cas d une esp ce dissoute en Pour Calculer la quantit de mati re demand e, il faut donc utiliser la formule n = C V, o n repr sente la quantit de mati re d ions argent. On notera donc n(Ag+) cette quantit .3. La concentration est donn e dans l nonc (C = 2,0 10 2 1) ainsi que le volume (V = 200 mL).4. Calculons la quantit de mati re demand e :n(Ag+) = C V = 2,0 10 2 200 10 3 = 4,0 10 3 La quantit de mati re d ions argent contenue dans 200 mL d une solution de nitrate d argent de concentration C = 2,0 10 2 1 est gale 4,0 10 3 Compl ter le tableau de la solution en 1 Volume de la solution en mLQuantit de mati re en mol1,0 10 32005,0 10 11,0 10 22505,0 10 904/07/2019 17:00:18 Constitution et transformations de la mati re10 ExErcicE L thanol est un alcool de densit gale 0,789.

7 Un litre de vin 12 contient 12 mL d thanol pur. 1 Rechercher la formule chimique de l thanol. 2 En d duire sa masse molaire . 3 Quelle est la masse volumique de l thanol ? 4 Calculer la quantit de mati re d thanol dans une bouteille de vin de 75 Pour pr parer une solution de chlorure de sodium ( voir fiche n 25), on dissout 20 grammes de cristaux de chlorure de sodium dans de l eau distill e. 1 Quelle est la formule du chlorure de sodium ? 2 Calculer la quantit de mati re de chlorure de sodium utilis e pour pr parer la Compl ter le tableau suivant concernant des esp ces chimiques solides.

8 Les masses molaires atomiques se trouvent dans le tableau de classifi-cation p chimiqueMasse molaire en 1 Masse en gQuantit de mati re en molFe2O38,0C6H12O61,0 10 1 CuSO420 ExErcicE La synth se de l eau est r alis e partir d un m lange de 20 mL de dioxyg ne et de 40 mL de dihydrog ne gazeux. 1 crire l quation de cette r action. 2 Quelle quantit de mati re de chaque gaz a-t-on utilis ? 3 Calculer la masse de gaz prendra Vm = 24,0 1004/07/2019 17:00:181. Calculer une quantit de mati re 11 SolutionsPour vous aider d marrerExErcicE Attention, les volumes sont donn s en Voir la remarque sur la densit dans le paragraphe Conseil.

9 ExErcicE Appliquer la m thode donn e dans le paragraphe Que faire ? .ExErcicE Les esp ces sont Voir fiche n 55. Les esp ces sont des exercicesExErcicE L exercice concerne des solutions donc la formule utilis e sera : n = C volumes sont donn s en millilitres. Il faut donc les convertir en mL = 200 10 3 L = 0,200 on veut Calculer la concentration, alors la formule est CnV=. Si on cherche le volume, alors on utilisera la formule : VnC=.Concentration de la solution en 1 Volume de la solution en mLQuantit de mati re en mol1,0 10 32002,0 10 45,0 10 1201,0 10 22,0 10 22505,0 10 1104/07/2019 17:00:23 Constitution et transformations de la mati re12 ExErcicE 1 La formule chimique de l thanol est C2H6O.

10 2 M(C2H6O) = 2 M(C) + 6 M(H) + M(O) = 2 12 + 6 1,0 + 16 = 46,0 1. 3 La densit de l thanol est gale 0,789 donc sa densit est gale 0,789 1 (voir paragraphe Conseils ) ou encore 789 1. 4 L thanol est un liquide donc on peut utiliser la relation VnM = :0, 789 1246 VnM === 0,21 Le produit V repr sente une masse. Pour que la formule soit valable, il faut que cette masse soit exprim e en grammes. Pour cela on peut donc multiplier la masse volumique exprim e en 1 par le volume exprim en mL (0,789 12) ou multiplier la masse volumique exprim e en 1 par le volume exprim en L (789 12 10 3).