Cours de chimie niveau seconde – Constitution et transformations de la matière – Partie 1: de l’échelle macroscopique à l’échelle microscopique – B) Modélisation de la matière à l’échelle microscopique – Compter les entités dans un échantillon de matière.
- Nombre d’entités chimiques
- La mole
- Valeur précise d’une mole
- La quantité de matière
- Calculer une quantité de matière à partir d’un nombre d’entités chimiques
- Calculer un nombre d’entités chimiques à partir d’une quantité de matière
Nombre d’entités chimiques
Le nombre d’entités chimiques (atomes, ions, molécules…) dans un échantillon de matière se note avec la lettre N.
Le nom ou la formule brute de l’espèce chimique peut être précisée en indice ou entre parenthèse.
Exemples
- Si un échantillon de graphite comporte 2,6.1024 atomes de carbone on peut noter le nombre d’entités chimique:
N = 2,6.1024 atomes
NC = 2,6.1024 atomes
N(Carbone) = 2,6.1024 atomes
NCarbone = 2,6.1024 atomes
- Si un échantillon de gaz comporte 4,5.1025 molécules de dioxygène alors on peut noter le nombre d’entités chimiques:
N(dioxygène) = 4,5.1025 molécules
La mole
Une mole est un nombre correspondant à un ensemble de:
6,02.1023 entités chimiques
Dire qu’une échantillon de matière contient une mole de molécules signifie que le nombre d’entités chimiques est N = 6,02.1023 molécules.
Valeur précise d’une mole
La valeur de
6,02.1023 que nous utilisons en classe de seconde est une
valeur approchée, la valeur exacte de la mole est de:
6.02214076.1023
entités chimiques par mole.
(source: https://goldbook.iupac.org/terms/view/M03980 )
La quantité de matière
Les nombre d’entités
chimiques sont souvent très élevés et peu pratiques à manipuler,
on peut utiliser une autre unité de comptage de la matière qui est
la quantité de matière.
La quantité de
matière se note avec la lettre “n”, son unité est la mole de
symbole “mol”.
Par exemple, si un
échantillon de matière comporte 6,02.1023 molécules
alors on la quantité de matière de cet échantillon est n = 1,00
mol
Inversement si un
échantillon de matière comporte une quantité de matière
n=2,0 mol
Alors le nombre
d’entités élémentaires est
N = 2,0 x 6,02.1023
molécules
N = 1,204 .1024
molécules
Calculer une quantité de matière à partir d’un nombre d’entités chimiques
La quantité de matière peut être calculée à partir du nombre d’entités chimiques grâce à la relation suivante:
n = N
6,02.1023
où:
- N est le nombre d’entités chimiques
- n est la quantité de matière (en mol)
D’après cette relation il suffit de diviser le nombre d’entités chimiques par 6,02.1023 (nombre correspondant à une mole d’entités chimiques) pour obtenir la quantité de matière correspondante.
Exemples
- Un gaz contient 1,806 .1024 atomes de néons, le nombre d’entités chimiques est donc N = 1,806 .1024
Calcul de la quantité de matière:
n = N
6,02.1023
n = 1,806 .1024
6,02.1023
n = 3,00 mol
Un liquide contient 2,56 .1024 molécules d’eau soit un nombre d’entités chimiques N = 2,56 .1024 molécules.
Calcul de la quantité de matière:
n = N
6,02.1023
n = 2,56 .1024
6,02.1023
n = 4,25 mol
Calculer un nombre d’entités chimiques à partir d’une quantité de matière
La relation précédente peut être modifiée pour exprimer un nombre d’entités chimiques:
N = n x 6,02.1023
où:
- N est le nombre d’entités chimiques
- n est la quantité de matière (en mol)
D’après cette
relation il suffit de multiplier la quantité de matière par
6,02.1023 pour obtenir le nombre d’entités chimiques.
Exemple
Si un échantillon
comporte une quantité de matière n = 4,82 mol alors la quantité de
matière est:
N = n x 6,02.1023
N = 4,82 x
6,02.1023
N = 2,90.1024
entités chimiques