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Pages: 5 (1689 mots) Publié le: 12 avril 2015
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Chim1
Cours
Quantité de matière et bilan de matière







Objectifs :
· Connaître l’équation des gaz parfaits p V = n R T et l’utiliser pour déterminer une quantité de matière (n), connaissant les autres facteurs (p, V et T)
· Déterminer la quantité de matière d’un solide à partir de sa masse et celle d’un soluté moléculaire en solution à partir de sa concentration molaire et du volume de lasolution homogène
· Savoir utiliser une documentation pour connaître les dangers des "produits" utilisés, pour identifier sur l’étiquette d’un flacon les phrases de risque et de sécurité et déduire la conduite à tenir en cas d’accident
· Décrire l’évolution des quantités de matière dans un système chimique au cours d’une transformation en fonction de l’avancement de la réaction.
· Déterminer leréactif limitant connaissant l’équation de la réaction et les quantités initiales des réactifs.

I. La mesure en chimie
I.1. Que mesure-t-on en chimie ?
Les chimistes mesurent la matière en quantité de matière dont l’unité est la mole de symbole mol.
La quantité de matière correspond au nombre de constituants élémentaires d’un corps.
1 mol = 6,02  entités élémentaires constitutives du corpsconsidéré (qui est souvent une espèce chimique). En chimie, les entités élémentaires sont souvent des atomes, des molécules ou des ions.
La quantité de matière n est alors donnée par la relation suivante :
où N est le nombre d’entités élémentaires et est la constante d’Avogadro.
Cette quantité de matière n’est pas mesurable directement, il est donc nécessaire de passer par d’autres grandeursobservables et mesurables.

I.2. Nécessité de la mesure.
Mesurer pour rechercher afin de mieux connaître le monde qui nous entoure.
Mesurer pour contrôler et comparer à des références (lois, normes, étiquettes…).
Mesurer pour produire ou préparer.

II. Quantité de matière d’un échantillon solide ou liquide
II.1. Masse molaire
C’est la masse d’une mole d’entités élémentaires. L’unité est le.
Pour lesatomes et les ions monoatomiques, la masse molaire est donnée dans le tableau de la classification périodique des éléments chimiques.
Pour les molécules (et les ions polyatomiques), on calcule la masse molaire en additionnant les masses molaires atomiques de chacun des atomes présents dans la molécule.
Ex : .

II.2. Détermination par pesée
On détermine souvent les quantités de matière par despesées.
La quantité de matière n(X) de l’espèce chimique X est alors donnée par la relation suivante :
où m(X) est la masse de l’échantillon de l’espèce chimique X et M(X) sa masse molaire.

II.3. Détermination par mesure de volume
Pour les espèces chimiques liquide ou solide purs dont on peut facilement déterminer le volume, la quantité de matière n est alors donnée par la relation suivante :
oùest la masse volumique de l’espèce chimique X, V(X) son volume et M(X) sa masse molaire.

Rappels : la masse volumique s’exprime soit en, soit en (surtout en physique), soit en . On a les relations suivantes : .
La densité , pour les solide et les liquides la référence est l’eau, pour les gaz, c’est l’air.



III. Quantité de matière d’un échantillon gazeux
III.1. Volume molaire
La loid’Avogadro-Ampère dit que des volumes égaux de gaz différents, pris dans les mêmes conditions de température et de pression, contiennent le même nombre de molécules et donc la même quantité de matière.
Le volume occupé par une mole de gaz est appelé volume molaire (à la température et la pression considérées). L’unité de volume molaire est le. Ex : à 20°C et p = Pa, .
La quantité de matière n(X) del’espèce chimique X est alors donnée par la relation suivante :
où V(X) est le volume du gaz (en L) et le volume molaire dans les conditions de T et p du gaz.
Attention aux conversions des unités de volume

III.2. Équation d’état des gaz parfaits
Lorsqu’on connaît la température, la pression et le volume d’un échantillon gazeux, on utiliser l’équation d’état des gaz parfaits p V = n R T.
La...
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