Relations entre grandeurs
Masse molaire : La masse molaire M d'une espèce chimique est la masse d'une mole de cette espèce, exprimée en g.mol⁻¹. La relation entre la masse m, la quantité de matière n et la masse molaire M est : \(m = n \times M\)
- Identifier la quantité de matière n (en mol)
- Rechercher la masse molaire M (en g.mol⁻¹)
- Appliquer la formule m = n × M
- Exprimer le résultat avec l'unité correcte
M(H₂O) = 18 g.mol⁻¹
n = 2,5 mol (quantité de matière d'eau)
M(H₂O) = 18 g.mol⁻¹ (masse molaire de l'eau)
m = n × M = 2,5 × 18 = 45 g
mol × g.mol⁻¹ = g (unité correcte)
2,5 moles doivent peser 2,5 fois plus que 1 mole (18 g), soit environ 45 g ✓
La masse de 2,5 moles d'eau est de 45 g.
• Relation fondamentale : m = n × M
• Unités : s'assurer que les unités sont cohérentes
• Calcul : multiplication simple dans ce cas
Quantité de matière : La quantité de matière n peut être calculée à partir de la masse m et de la masse molaire M par la relation : \(n = \frac{m}{M}\) où n est en mol, m en g et M en g.mol⁻¹.
M(CO₂) = 44 g.mol⁻¹
m = 44 g (masse de CO₂)
M(CO₂) = 44 g.mol⁻¹ (masse molaire du CO₂)
n = m/M = 44/44 = 1,0 mol
g / (g.mol⁻¹) = g × mol.g⁻¹ = mol (unité correcte)
44 g de CO₂ = 1 mole de CO₂ car la masse molaire est de 44 g.mol⁻¹ ✓
44 g de dioxyde de carbone correspondent à 1,0 mole.
• Relation inverse : n = m/M
• Division : 44/44 = 1
• Chiffres significatifs : 1,0 mol (2 chiffres)
Chlorure de sodium : NaCl a une masse molaire de 58,5 g.mol⁻¹. Pour calculer la quantité de matière, on utilise la formule : \(n = \frac{m}{M}\) où m est la masse en grammes et M la masse molaire en g.mol⁻¹.
M(NaCl) = 58,5 g.mol⁻¹
m = 117 g (masse de NaCl)
M(NaCl) = 58,5 g.mol⁻¹ (masse molaire du NaCl)
n = m/M = 117/58,5 = 2,0 mol
117 ÷ 58,5 = 2,0 car 58,5 × 2 = 117 ✓
117 g est environ 2 fois plus lourd que 58,5 g, donc on attend environ 2 moles ✓
117 g de chlorure de sodium correspondent à 2,0 moles.
• Relation fondamentale : n = m/M
• Division : 117/58,5 = 2,0
• Chiffres significatifs : 2 chiffres
Oxygène gazeux : O₂ est une molécule diatomique composée de deux atomes d'oxygène. La masse molaire de O₂ est M(O₂) = 2 × M(O) = 2 × 16 = 32 g.mol⁻¹. On utilise ensuite la formule : \(m = n \times M\)
M(O) = 16 g.mol⁻¹
O₂ est constitué de 2 atomes d'oxygène
M(O₂) = 2 × M(O) = 2 × 16 = 32 g.mol⁻¹
n = 0,5 mol (quantité de matière de O₂)
M(O₂) = 32 g.mol⁻¹ (masse molaire de O₂)
m = n × M = 0,5 × 32 = 16 g
0,5 mole (la moitié d'une mole) de O₂ devrait peser la moitié de 32 g, soit 16 g ✓
La masse de 0,5 mole d'oxygène gazeux est de 16 g.
• Molécules diatomiques : M(O₂) = 2 × M(O)
• Relation fondamentale : m = n × M
• Calcul : 0,5 × 32 = 16
Glucose : C₆H₁₂O₆ est une molécule composée de 6 atomes de carbone, 12 atomes d'hydrogène et 6 atomes d'oxygène. La masse molaire se calcule en additionnant les contributions de chaque élément : \(M = \sum (n_i \times M_i)\)
C₆H₁₂O₆ contient :
• 6 atomes de carbone : 6 × 12 = 72 g.mol⁻¹
• 12 atomes d'hydrogène : 12 × 1 = 12 g.mol⁻¹
• 6 atomes d'oxygène : 6 × 16 = 96 g.mol⁻¹
M(glucose) = 72 + 12 + 96 = 180 g.mol⁻¹
n = 0,2 mol (quantité de matière de glucose)
M(glucose) = 180 g.mol⁻¹ (masse molaire du glucose)
m = n × M = 0,2 × 180 = 36 g
0,2 mole = 1/5 de mole, donc la masse devrait être 1/5 de 180 g = 36 g ✓
Il faut peser 36 g de glucose pour obtenir 0,2 mole.
• Masse molaire moléculaire : M = Σ(n_i × M_i)
• Calcul stœchiométrique : m = n × M
• Composition chimique : C₆H₁₂O₆ = 6C + 12H + 6O
- Calcul de masse : m = n × M
- Calcul de quantité : n = m / M
- Calcul de masse molaire : M = Σ(n_i × M_i)
- Conversion unités : Vérifier la cohérence des unités
- La masse molaire d'un élément est indiquée dans le tableau périodique
- Pour les molécules, additionner les masses molaires de chaque atome
- La quantité de matière s'exprime en moles (mol)
- La masse s'exprime en grammes (g) dans ces calculs
