Conversion unités/moles

La relation entre le nombre d'entités N et la quantité de matière n (en mol) est :

Où Nₐ est le nombre d'Avogadro (6,02 × 10²³ mol⁻¹).

On en déduit la relation inverse :

1 Combien de moles représentent 1,204 × 10²⁴ atomes ?
2 Combien d'entités dans 0,5 mol ?

La masse molaire M d'une espèce chimique est la masse d'une mole de cette espèce.

Elle s'exprime en grammes par mole (g·mol⁻¹).

Pour un corps simple, la masse molaire est égale à la masse atomique indiquée dans le tableau périodique.

Pour un composé, la masse molaire est la somme des masses molaires des éléments qui le constituent.

Où n est la quantité de matière en mol, m est la masse en g et M est la masse molaire en g·mol⁻¹.

On en déduit : m = n × M et M = m / n

Combien de moles représentent 18 g d'eau H₂O ?

M(H₂O) = 2×M(H) + M(O) = 2×1,0 + 16,0 = 18,0 g·mol⁻¹

Quelle est la masse de 2,5 mol de glucose C₆H₁₂O₆ ?

M(C₆H₁₂O₆) = 6×M(C) + 12×M(H) + 6×M(O) = 6×12,0 + 12×1,0 + 6×16,0 = 180,0 g·mol⁻¹

Le volume molaire V_m est le volume occupé par une mole de gaz dans des conditions données.

Dans les conditions normales de température et de pression (CNTP : 0°C et 1 atm), V_m = 22,4 L·mol⁻¹.

Dans les conditions standards (température ambiante et 1 atm), V_m ≈ 24 L·mol⁻¹.

Où n est la quantité de matière en mol, V est le volume en L et V_m est le volume molaire en L·mol⁻¹.

On en déduit : V = n × V_m et V_m = V / n

Combien de moles représentent 48 L de dioxygène O₂ dans les conditions standards ?

V_m = 24 L·mol⁻¹

Quel est le volume occupé par 0,5 mol de dioxyde de carbone CO₂ dans les CNTP ?

V_m = 22,4 L·mol⁻¹

La concentration molaire C d'une espèce dissoute est la quantité de matière de cette espèce par litre de solution.

Elle s'exprime en mol·L⁻¹.

Où n est la quantité de matière en mol et V est le volume de la solution en L.

On en déduit : n = C × V et V = n / C

Cette relation est utile pour préparer des solutions de concentration donnée.

Elle permet aussi de déterminer les quantités de matière dans les réactions en solution.

Quelle est la quantité de matière de NaCl dans 250 mL d'une solution de concentration 0,1 mol·L⁻¹ ?

V = 250 mL = 0,250 L

Quelle est la concentration d'une solution contenant 0,5 mol de KNO₃ dans 500 mL de solution ?

V = 500 mL = 0,500 L

Combien de litres de CO₂ (gaz) dans les CNTP sont produits par la combustion de 12 g de carbone ?

Réaction : C(s) + O₂(g) → CO₂(g)

1. Calcul de la quantité de carbone : n(C) = 12 / 12,0 = 1,0 mol

2. D'après la stœchiométrie : 1 mol C → 1 mol CO₂

3. Donc n(CO₂) = 1,0 mol

4. Calcul du volume : V = 1,0 × 22,4 = 22,4 L

1 Identifier les unités de départ et d'arrivée
2 Trouver les relations de conversion nécessaires
3 Effectuer les conversions successivement
4 Vérifier l'homogénéité des unités
5 Arrondir correctement le résultat

m = 500 mg = 0,500 g

M = 58,5 g·mol⁻¹

N = n × Nₐ

N = (8,55 × 10⁻³) × (6,02 × 10²³)

V = 250 mL = 0,250 L

n = 8,55 × 10⁻³ mol

V = 5,0 L

V_m = 24 L·mol⁻¹ (conditions standards)

N = n × Nₐ

N = 0,21 × (6,02 × 10²³)

n = 0,21 mol

M = 28,0 g·mol⁻¹

1 Confusion entre masse molaire et masse d'un échantillon
2 Oublier de convertir les unités (mg en g, mL en L, etc.)
3 Utiliser le mauvais volume molaire (CNTP vs conditions standards)
4 Inverser les formules (n = m/M au lieu de n = m/M)
5 Ne pas tenir compte des coefficients stœchiométriques dans les réactions

1 Toujours vérifier l'homogénéité des unités
2 Écrire les unités dans les calculs
3 Utiliser un schéma pour visualiser les conversions
4 Faire des estimations pour vérifier la cohérence
5 Pratiquer régulièrement les conversions

• n = N/Nₐ
• N = n × Nₐ
• Nₐ = 6,02 × 10²³ mol⁻¹

• n = m/M
• m = n × M
• M est la masse molaire en g·mol⁻¹

• n = V/V_m
• V = n × V_m
• V_m = 22,4 L·mol⁻¹ (CNTP) ou 24 L·mol⁻¹ (conditions standards)

• C = n/V
• n = C × V
• C est en mol·L⁻¹ et V en L