La mole

Disponible uniquement sur Etudier
  • Pages : 8 (1860 mots )
  • Téléchargement(s) : 0
  • Publié le : 7 octobre 2010
Lire le document complet
Aperçu du document
I. Définition et intérêt de la mole :

Les atomes, les molécules, les ions ont des masses beaucoup trop faibles (de l’ordre de 10-26g) pour être mesurées à l’aide d’une balance. Il a fallu définir un nombre de ces entités très grand afin d’obtenir des masses de l’ordre de quelques grammes. Ce nombre est la mole (symbole : mol) et c’est l’unité de la quantité de matière : n (exemplen=4,2mol).

Définition : la mole est la quantité de matière d’un système contenant autant d’entités élémentaires qu’il y a d’atomes dans 12,00g de carbone 12. Ce nombre est arrondi à 6,02(1023.
On définit alors la constante d’Avogadro : NA=6,02(1023mol-1.

II. Les grandeurs molaires :

La masse molaire atomique : masse de 6,02(1023 atomes (exemple : MCu=63,5g.mol-1)
Lamasse molaire moléculaire : masse de 6,02(1023 molécules (exemple : MH2O=2MH + MO =2(1,0+16,0=18g.mol-1)
Pour les ions, il n’y a pas de différence car une mole d’électrons a une masse négligeable : m=NA(me-=6,02(1023(9.1(10-31= 5,5(10-7g ce qui est négligeable (exemple: MCa=MCa2+=40,1g.mol-1).

Les gaz ont, en première approximation, une propriété particulière, Dans les mêmesconditions (température et pression), tous les gaz ont le même volume molaire : Vm. Il s’agit de la loi d’Avogadro-Ampère.
On a alors la relation : [pic] avec n exprimé en moles, V (le volume occupé par le gaz en litre : L), et Vm mesuré dans les mêmes conditions que V.
Dans les conditions usuelles, P=1,013(105 Pa (pascal) et T=20°C, le volume molaire est Vm=24L.mol-1.

III. Quelquesrappels et quelques notions de bases:

➢ La quantité de matière, notée n, présente dans un échantillon de masse m et de masse molaire M :

[pic]

➢ La masse volumique, notée ( voire ( d’un échantillon de masse m et de volume V : [pic].
➢ La densité, notée d, s’exprime sans unité.
|pour les liquides, la référence est l’eau |Pour lesgaz, la référence est l’air |
|[pic] |[pic] |
| |(la masse m doit être en grammes) |

IV La dissolution : préparation d’une solution à partir d’une solide « soluté » :

On cherche à préparer une solution S1 de volume V1 etde concentration c1 en soluté (solide S). Soient la quantité de matière nS, la masse molaire MS et la masse mS des grandeurs relatives à ce solide S. Il faut donc calculer la masse mS de soluté à peser et à dissoudre (dans l’eau le plus souvent). On peut calculer la quantité de solide S à préparer :[pic], mais pour préparer une telle quantité, il faut se servir d’une balance et donc connaître lamasse ms correspondante : [pic].

Exemple : on veut préparer V1 = 250mL d’une solution de chlorure de calcium : CaCl2 de concentration c1=2,0(10-1mol.L-1.
On peut calculer la quantité de solide S à préparer :[pic], et on peut en déduire la masse de solide S à peser : [pic] qu’on dissoudra dans une fiole jaugée de 250mL. L’équation de la réaction de dissolution s’écrit : CaCl2(Ca2++2Cl-.
VLa dilution : préparation d’une solution à partir d’une autre solution plus concentrée :

On dispose d’une solution mère S1 de concentration c1 et de volume v1. A partir de cette solution concentrée, on souhaite préparer une solution S2 de concentration c2 (c2 < c1) et le volume v2.
Tout d’abord on peut calculer la quantité de matière du soluté dissous et présent dans la solution S2n2=c2(v2. Cette quantité n2 représente aussi la quantité à prélever np dans la solution S1. Mais on ne peut prélever qu’un volume (appelé vp) de solution S1 dont la concentration est c1 d’où np=c1(vp.
Il vient alors : np=n2 et donc c1(vp = c2(v2, enfin : [pic].
Exemple : on veut préparer 100mL d’une solution de chlorure de calcium : CaCl2 de concentration c2=4,0(10-2mol.L-1 à...
tracking img