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Mesure en chimie/Grandeurs physiques et quantité de matière

Leçons de niveau 12
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Grandeurs physiques et quantité de matière
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Chapitre no 1
Leçon : Mesure en chimie
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Mesure en chimie/Grandeurs physiques et quantité de matière
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Quantité de matière

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Constante d'Avogadro

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Début d’un principe
Fin du principe


Différentes expressions d'une quantité de matière

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Remarque : 3517Cl = 35 g/mol : Le nombre de masse A d'un atome donne le nombre de nucléons du noyau mais aussi la masse molaire de l'atome en g/mol. Comme il y a différents isotopes, on a par exemple MCl = 35,5 g.mol⁻¹

Masse molaire moléculaire

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Remarque : Elle se calcule à partir de la formule des masses molaires des éléments qui la constituent.

Début de l'exemple
Fin de l'exemple


Masse molaire des ions

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Les ions monoatomiques : masse molaire de l'élément. Les ions polyatomiques : comme pour les molécules.

Début de l'exemple
Fin de l'exemple


Détermination d'une quantité de matière par pesée

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Soit une espèce chimique de masse molaire M dont on pèse une masse m, la quantité de matière n est :


avec :

  • n en mol
  • m en g
  • M en g/mol


Début de l'exemple
Fin de l'exemple


Détermination d'une quantité de matière par volume

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Pour exprimer la quantité de matière à partir d'un volume d'un liquide, il faut utiliser une autre grandeur appelée masse volumique. La masse volumique ρ d'un liquide est la masse de l'unité de volume de ce liquide :


avec :

  • ρ en kg.m⁻³ si m en kg et V en m³

ou

  • ρ en g.cm⁻³ si m en g et V en cm³


À partir des relations suivantes :

  • ρ

on en déduit la relation qui détermine la quantité de matière d'un volume :


ρ

avec :

  • ρ en g.cm⁻³
  • M en g.mol⁻¹
  • V en cm³
  • n en mol


Cas particulier des gaz

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Pour les gaz, on mesure plutôt des volumes. Le volume dépend des Conditions de Température et de Pression. On définit le Volume Molaire d'un gaz Vm (Volume occupé par une mole de gaz dans des conditions de température et de pression données).

On définit les CNTP (Condition Normale de Température et de Pression):

  • θ₀ = 0 °C ⇒ T₀ = 273,15 K
  • P₀ = 1 atmosphère = 760 mm Hg = 101 325 Pa

dans ces conditions V₀ = 22,414 L.mol⁻¹ ~ 22,4 L.mol⁻¹

Début d’un principe
Fin du principe


Remarque concernant la constante des gaz parfaits R :

Cette constante dépend des unités de température et de pression. Par ailleurs, la valeur R n'a pas besoin d’être connu puisqu'elle s'appuie toujours sur la fait qu'une mole de gaz dans les CNTP occupe un volume de 22,4 L.

Début d’un principe
Fin du principe


Formules donnant une quantité de matière d'un gaz

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Le volume molaire Vm d'un gaz est le volume occupé par une mole de ce gaz dans les conditions données. La quantité de matière présente dans un volume V de gaz est :


avec :

  • n = quantité de matière en mol
  • Vm = volume molaire en L.mol⁻¹
  • V = volume du gaz en L


Début de l'exemple
Fin de l'exemple


À partir de la concentration molaire

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Début de l'exemple
Fin de l'exemple