Physique-Chimie • Seconde

Masse molaire
Définition, calcul et applications

Concepts & Exercices
\(M = \frac{m}{n}\)
Masse molaire = masse / quantité de matière
Unité
g·mol⁻¹
Masse d'une mole d'entités
Molécule
M = Σ(nombre × M_atome)
Somme des masses atomiques
Calcul
n = m/M
Relation entre quantité de matière et masse
H
1,0
C
12,0
N
14,0
O
16,0
F
19,0
Na
23,0
Mg
24,3
Al
27,0
S
32,1
Cl
35,5
M(H) = 1,0 g·mol⁻¹ | M(C) = 12,0 g·mol⁻¹ | M(O) = 16,0 g·mol⁻¹
⚖️
Définition : La masse molaire est la masse d'une mole d'entités chimiques.
🔢
Unité : g·mol⁻¹ (grammes par mole).
🔄
Relation : M = m/n, donc m = n×M et n = m/M.
🔍
Calcul : M = Σ(nombre d'atomes × M_atome).
🎯
Conseil : M(H₂O) = 2×M(H) + M(O) = 2×1,0 + 16,0 = 18,0 g·mol⁻¹
🔍
Attention : Vérifier la formule chimique avant le calcul
Astuce : Masse molaire atomique ≈ nombre de masse
📋
Méthode : Identifier les atomes et leur nombre dans la molécule
Exercice 1
Calculer la masse molaire de l'eau H₂O
Exercice 2
Déterminer la masse molaire du dioxygène O₂
Exercice 3
Calculer la masse molaire du dioxyde de carbone CO₂
Exercice 4
Déterminer la masse molaire du glucose C₆H₁₂O₆
Exercice 5
Calculer la masse molaire de l'ammoniac NH₃
Exercice 6
Déterminer la masse molaire du méthane CH₄
Exercice 7
Calculer la masse molaire du carbonate de calcium CaCO₃
Exercice 8
Déterminer la masse molaire du sulfate de cuivre CuSO₄
Exercice 9
Calculer la masse molaire de l'éthanol C₂H₅OH
Exercice 10
Déterminer la masse molaire de l'acide sulfurique H₂SO₄
Corrigé : Exercices 1 à 5
1 Masse molaire de l'eau H₂O
Définition :

Masse molaire moléculaire : M = Σ(nombre d'atomes × M_atome)

Méthode :
  1. Identifier la formule chimique : H₂O
  2. Compter le nombre de chaque type d'atome
  3. Multiplier par la masse molaire atomique
  4. Additionner les contributions
Étape 1 : Formule chimique

H₂O : 2 atomes d'hydrogène et 1 atome d'oxygène

Étape 2 : Données

M(H) = 1,0 g·mol⁻¹

M(O) = 16,0 g·mol⁻¹

Étape 3 : Calcul

M(H₂O) = 2×M(H) + 1×M(O)

M(H₂O) = 2×1,0 + 1×16,0

M(H₂O) = 2,0 + 16,0 = 18,0 g·mol⁻¹

Étape 4 : Vérification

1 mol d'eau pèse 18,0 g

Étape 5 : Applications

L'eau est le solvant universel, essentiel à la vie

Réponse finale :

La masse molaire de l'eau H₂O est de 18,0 g·mol⁻¹

Règles appliquées :

Calcul : M = Σ(nombre × M_atome)

Formule : H₂O contient 2 H et 1 O

Unité : g·mol⁻¹

2 Masse molaire du dioxygène O₂
Définition :

Molécule diatomique : O₂ contient 2 atomes d'oxygène identiques

Étape 1 : Formule chimique

O₂ : 2 atomes d'oxygène

Étape 2 : Données

M(O) = 16,0 g·mol⁻¹

Étape 3 : Calcul

M(O₂) = 2×M(O)

M(O₂) = 2×16,0 = 32,0 g·mol⁻¹

Étape 4 : Vérification

1 mol de O₂ pèse 32,0 g

Étape 5 : Propriétés

Le dioxygène est indispensable à la respiration

Étape 6 : Contexte

21% de l'air atmosphérique est du dioxygène

Réponse finale :

La masse molaire du dioxygène O₂ est de 32,0 g·mol⁻¹

Règles appliquées :

Molécule diatomique : 2 atomes identiques

Calcul : M(O₂) = 2×M(O)

Importance biologique : Respiration cellulaire

3 Masse molaire du dioxyde de carbone CO₂
Définition :

Composé moléculaire : CO₂ contient 1 atome de carbone et 2 atomes d'oxygène

Étape 1 : Formule chimique

CO₂ : 1 atome de carbone et 2 atomes d'oxygène

Étape 2 : Données

M(C) = 12,0 g·mol⁻¹

M(O) = 16,0 g·mol⁻¹

Étape 3 : Calcul

M(CO₂) = 1×M(C) + 2×M(O)

M(CO₂) = 1×12,0 + 2×16,0

M(CO₂) = 12,0 + 32,0 = 44,0 g·mol⁻¹

Étape 4 : Vérification

1 mol de CO₂ pèse 44,0 g

Étape 5 : Applications

CO₂ est un gaz à effet de serre important

Étape 6 : Contexte environnemental

Produit par la respiration et la combustion

Réponse finale :

La masse molaire du dioxyde de carbone CO₂ est de 44,0 g·mol⁻¹

Règles appliquées :

Calcul : M = Σ(nombre × M_atome)

Formule : CO₂ contient 1 C et 2 O

Contexte : Gaz à effet de serre

4 Masse molaire du glucose C₆H₁₂O₆
Définition :

Molécule organique : C₆H₁₂O₆ contient 6 C, 12 H et 6 O

Étape 1 : Formule chimique

C₆H₁₂O₆ : 6 atomes de carbone, 12 atomes d'hydrogène, 6 atomes d'oxygène

Étape 2 : Données

M(C) = 12,0 g·mol⁻¹

M(H) = 1,0 g·mol⁻¹

M(O) = 16,0 g·mol⁻¹

Étape 3 : Calcul

M(C₆H₁₂O₆) = 6×M(C) + 12×M(H) + 6×M(O)

M(C₆H₁₂O₆) = 6×12,0 + 12×1,0 + 6×16,0

M(C₆H₁₂O₆) = 72,0 + 12,0 + 96,0 = 180,0 g·mol⁻¹

Étape 4 : Vérification

1 mol de glucose pèse 180,0 g

Étape 5 : Applications biologiques

Source d'énergie pour les cellules

Étape 6 : Contexte médical

Niveau sanguin de glucose surveillé chez les diabétiques

Réponse finale :

La masse molaire du glucose C₆H₁₂O₆ est de 180,0 g·mol⁻¹

Règles appliquées :

Calcul complexe : Plusieurs types d'atomes

Formule : C₆H₁₂O₆ contient 6 C, 12 H, 6 O

Importance biologique : Source d'énergie

5 Masse molaire de l'ammoniac NH₃
Définition :

Composé azoté : NH₃ contient 1 atome d'azote et 3 atomes d'hydrogène

Étape 1 : Formule chimique

NH₃ : 1 atome d'azote et 3 atomes d'hydrogène

Étape 2 : Données

M(N) = 14,0 g·mol⁻¹

M(H) = 1,0 g·mol⁻¹

Étape 3 : Calcul

M(NH₃) = 1×M(N) + 3×M(H)

M(NH₃) = 1×14,0 + 3×1,0

M(NH₃) = 14,0 + 3,0 = 17,0 g·mol⁻¹

Étape 4 : Vérification

1 mol de NH₃ pèse 17,0 g

Étape 5 : Propriétés

Ammoniac gazeux à température ambiante

Étape 6 : Applications industrielles

Utilisé dans la fabrication d'engrais azotés

Réponse finale :

La masse molaire de l'ammoniac NH₃ est de 17,0 g·mol⁻¹

Règles appliquées :

Calcul : M = Σ(nombre × M_atome)

Formule : NH₃ contient 1 N et 3 H

Applications : Industrielles et agricoles

Corrigé : Exercices 6 à 10
6 Masse molaire du méthane CH₄
Définition :

Hydrocarbure simple : CH₄ contient 1 atome de carbone et 4 atomes d'hydrogène

Étape 1 : Formule chimique

CH₄ : 1 atome de carbone et 4 atomes d'hydrogène

Étape 2 : Données

M(C) = 12,0 g·mol⁻¹

M(H) = 1,0 g·mol⁻¹

Étape 3 : Calcul

M(CH₄) = 1×M(C) + 4×M(H)

M(CH₄) = 1×12,0 + 4×1,0

M(CH₄) = 12,0 + 4,0 = 16,0 g·mol⁻¹

Étape 4 : Vérification

1 mol de CH₄ pèse 16,0 g

Étape 5 : Propriétés

Gaz incolore et inodore

Étape 6 : Applications énergétiques

Utilisé comme combustible (gaz naturel)

Réponse finale :

La masse molaire du méthane CH₄ est de 16,0 g·mol⁻¹

Règles appliquées :

Calcul : M = Σ(nombre × M_atome)

Formule : CH₄ contient 1 C et 4 H

Énergie : Combustible fossile

7 Masse molaire du carbonate de calcium CaCO₃
Définition :

Composé ionique : CaCO₃ contient 1 Ca, 1 C et 3 O

Étape 1 : Formule chimique

CaCO₃ : 1 atome de calcium, 1 atome de carbone, 3 atomes d'oxygène

Étape 2 : Données

M(Ca) = 40,1 g·mol⁻¹

M(C) = 12,0 g·mol⁻¹

M(O) = 16,0 g·mol⁻¹

Étape 3 : Calcul

M(CaCO₃) = 1×M(Ca) + 1×M(C) + 3×M(O)

M(CaCO₃) = 1×40,1 + 1×12,0 + 3×16,0

M(CaCO₃) = 40,1 + 12,0 + 48,0 = 100,1 g·mol⁻¹

Étape 4 : Vérification

1 mol de CaCO₃ pèse environ 100,1 g

Étape 5 : Applications

Principal constituant du calcaire et de la craie

Étape 6 : Contexte géologique

Forme des roches sédimentaires

Réponse finale :

La masse molaire du carbonate de calcium CaCO₃ est de 100,1 g·mol⁻¹

Règles appliquées :

Calcul complexe : 3 types d'atomes différents

Formule : CaCO₃ contient 1 Ca, 1 C, 3 O

Applications géologiques : Roche calcaire

8 Masse molaire du sulfate de cuivre CuSO₄
Définition :

Sel hydraté possible : CuSO₄ contient Cu, S et 4 O

Étape 1 : Formule chimique

CuSO₄ : 1 atome de cuivre, 1 atome de soufre, 4 atomes d'oxygène

Étape 2 : Données

M(Cu) = 63,5 g·mol⁻¹

M(S) = 32,1 g·mol⁻¹

M(O) = 16,0 g·mol⁻¹

Étape 3 : Calcul

M(CuSO₄) = 1×M(Cu) + 1×M(S) + 4×M(O)

M(CuSO₄) = 1×63,5 + 1×32,1 + 4×16,0

M(CuSO₄) = 63,5 + 32,1 + 64,0 = 159,6 g·mol⁻¹

Étape 4 : Vérification

1 mol de CuSO₄ pèse 159,6 g

Étape 5 : Propriétés

Apparence bleue caractéristique (souvent hydraté)

Étape 6 : Applications

Utilisé comme pesticide et dans les réactions chimiques

Réponse finale :

La masse molaire du sulfate de cuivre CuSO₄ est de 159,6 g·mol⁻¹

Règles appliquées :

Calcul : M = Σ(nombre × M_atome)

Formule : CuSO₄ contient 1 Cu, 1 S, 4 O

Applications : Agricoles et chimiques

9 Masse molaire de l'éthanol C₂H₅OH
Définition :

Alcool simple : C₂H₅OH contient 2 C, 6 H et 1 O

Étape 1 : Formule chimique

C₂H₅OH : 2 atomes de carbone, 6 atomes d'hydrogène, 1 atome d'oxygène

Étape 2 : Données

M(C) = 12,0 g·mol⁻¹

M(H) = 1,0 g·mol⁻¹

M(O) = 16,0 g·mol⁻¹

Étape 3 : Calcul

M(C₂H₅OH) = 2×M(C) + 6×M(H) + 1×M(O)

M(C₂H₅OH) = 2×12,0 + 6×1,0 + 1×16,0

M(C₂H₅OH) = 24,0 + 6,0 + 16,0 = 46,0 g·mol⁻¹

Étape 4 : Vérification

1 mol d'éthanol pèse 46,0 g

Étape 5 : Propriétés

Liquide volatil, miscible à l'eau

Étape 6 : Applications

Boissons alcoolisées, solvant, carburant

Réponse finale :

La masse molaire de l'éthanol C₂H₅OH est de 46,0 g·mol⁻¹

Règles appliquées :

Calcul : M = Σ(nombre × M_atome)

Formule : C₂H₅OH contient 2 C, 6 H, 1 O

Applications : Sociales, industrielles

10 Masse molaire de l'acide sulfurique H₂SO₄
Définition :

Acide fort : H₂SO₄ contient 2 H, 1 S et 4 O

Étape 1 : Formule chimique

H₂SO₄ : 2 atomes d'hydrogène, 1 atome de soufre, 4 atomes d'oxygène

Étape 2 : Données

M(H) = 1,0 g·mol⁻¹

M(S) = 32,1 g·mol⁻¹

M(O) = 16,0 g·mol⁻¹

Étape 3 : Calcul

M(H₂SO₄) = 2×M(H) + 1×M(S) + 4×M(O)

M(H₂SO₄) = 2×1,0 + 1×32,1 + 4×16,0

M(H₂SO₄) = 2,0 + 32,1 + 64,0 = 98,1 g·mol⁻¹

Étape 4 : Vérification

1 mol d'H₂SO₄ pèse 98,1 g

Étape 5 : Propriétés

Acide fort, très corrosif, hygroscopique

Étape 6 : Applications industrielles

Production d'autres produits chimiques, engrais phosphatés

Réponse finale :

La masse molaire de l'acide sulfurique H₂SO₄ est de 98,1 g·mol⁻¹

Règles appliquées :

Calcul complexe : 3 types d'atomes

Formule : H₂SO₄ contient 2 H, 1 S, 4 O

Applications industrielles : Chimie lourde

Masse molaire Quantité de matière et mole