Chapitres
Changement d'échelle : Du microscopique au macroscopique
- L'échelle de l'infiniment petit, appelée échelle microscopique permet d'étudier les atomes, les molécules et les ions.
- Elle permet de considérer un atome de fer : masse d'un atome : mFe » 9,3 x 10 -23 g .
- À l'échelle humaine (notre échelle), c'est-à-dire l'échelle macroscopique, on considère un morceau de fer de quelques grammes.
- Exemple : si l'on veut réaliser la combustion du fer dans le dioxygène au laboratoire, on peut utiliser un morceau de fil de fer de quelques grammes.
- On ne travaille pas à l'échelle de l'atome. On travaille à notre échelle, à l'échelle humaine, l'échelle macroscopique.
- Question : quel est le nombre d'atomes de fer contenus dans un échantillon de fer de masse m » 3,5 g ?
- Nombre d'atomes de fer contenus dans l'échantillon :
| m | |||
| N = | | ||
| m (Fe) | |||
| 3,5 | |||
| N = | | ||
| 9,3 x 10 – 23 | |||
| N »3,8 x 10 22 atomes | |||
- Conclusion : cette valeur est considérable !
- Que représente ce nombre N ? ce nombre représente une quantité de matière.
- En chimie, la quantité de matière représente un nombre d'entités chimiques, c'est-à-dire, un nombre d'atomes, de molécules ou d'ions.
La mole
- Pour compter un grand nombre d'objets, on les regroupe en paquets.
- Il existe beaucoup d'exemples : les œufs par douzaines, les chaussettes par paires, les rames de papier par 500 feuilles, les bouteilles par six ou douze, …
- Les entités chimiques comme, les atomes, les molécules et les ions, se comptent aussi par paquet.
- On appelle mole un paquet d'entités chimiques.
- La mole est la réunion d'un nombre déterminé d'entités chimiques toutes identiques.
- Une quantité de référence a été choisie arbitrairement.
- Elle est donnée par le Journal officiel du 23 décembre 1975.
- On note : NA le nombre d'entités dans un paquet. Un tel paquet porte le nom de mole.
- La mole est une unité de quantité de matière de symbole : mol.
| Définition : La mole est la quantité de matière d'un système contenant autant d'entités élémentaires qu'il y a d'atomes dans 12 g de carbone 12. |
- Si l'on prend une mole d'atomes de carbone 12, la masse correspondante est de 12 g. Le paquet comprend NA atomes de carbone 12.
- La détermination de la valeur de NA fut un grand défi pour la science.
La constante d'Avogadro NA
- Le nombre NA est défini par la relation suivante :
| NA | = | Masse d'une mole d'atomes de carbone 12 |
| | ||
| Masse d'un atome de carbone 12 |
- Par définition, on connaît la masse d'une mole atomes de carbone 12.
- mais, on a longtemps ignoré les valeurs de NA et de la masse d'un atome de carbone 12.
- On doit à Jean Perrin la première détermination de NA en 1923.
- Le nombre NA a été appelé constante d'Avogadro, en hommage à Avogadro, célèbre chimiste et physicien italien (1776 – 1856).
- Le nombre NA représente le nombre d'entités élémentaires par mol, on l'exprime en mol - 1.
- Des mesures récentes indiquent qu'il y a : 6,033137 x 10 23 atomes de carbone 12 dans 12,00 g de carbone 12.
- On arrondit cette valeur. On écrit :
- NA = 6,033137 x 10 23 mol - 1
- conséquence : une mole, est un paquet de 6,02 x 10 23 entités chimiques identiques.
- Exemples :
- Une mole d'atomes de fer contient 6,02 x 10 23 atomes de fer.
- Une mole de molécules d'eau contient 6,02 x 10 23 molécules d'eau.
- Une mole d'électrons contient 6,02 x 10 23 électrons
- Une mole d'ions chlorure contient 6,02 x 10 23 ions chlorure.
Définition générale
- La masse molaire d'une espèce chimique est la masse d'une mole de cette espèce chimique.
- On symbolise la masse molaire par M. La masse molaire s'exprime en g / mol.
Masse molaire atomique
- La masse molaire atomique est la masse d'une mole d'atomes de l'espèce considérée.
| Dans la classification périodique, on donne les masses molaires atomiques des éléments chimiques en tenant compte des proportions naturelles de ses isotopes. |
- Masse molaire atomique de l'élément carbone : M(C) = 12,0 g / mol.
- Masse molaire atomique de l'élément oxygène : M(O) = 16,0 g / mol.
- Masse molaire atomique de l'élément cuivre : M(Cu) = 63,5 g / mol.
- Masse molaire atomique de l'élément cuivre : M(Cl) = 35,5 g / mol.
- Dans la nature, il y a 75 % de l'isotope 35 et 25 % de l'isotope 37.
La masse molaire moléculaire
- La masse molaire moléculaire est la masse d'une mole de molécules de l'espèce considérée.
- La masse molaire moléculaire s'obtient en faisant la somme des masses molaires atomiques des atomes qui constituent la molécule.
- Exemples :
- déterminer la masse molaire moléculaire des espèces chimiques suivantes : H2O ; Cl2 ; H2SO4 et NH3.
- Masse molaire de la molécule d'eau :
- M ( H2O) = 2 M (O) + M (H)
- M ( H2O) » 2 x 16,0 + 1 x 1,0
- M ( H2O) » 18 g / mol
- Masse molaire du dichlore :
- M ( Cl2) = 2 M (Cl)
- M ( Cl2) » 2 x 35,5
- M ( Cl2) » 71,0 g / mol
- Masse molaire de l'acide sulfurique :
- M ( H2SO4) = 2 M (H) + M (S) + 4 M (O)
- M ( H2SO4) » 2 x 1,0 + 1 x 32,1 + 4 x 16,0
- M ( H2SO4) » 98 g / mol
- Masse molaire de l'ammoniac :
- M ( NH3) = M (N) + 3 M (H)
- M ( NH3) » 1 x 14,0 + 3 x 1,0
- M ( NH3) » 17 g / mol
Masse molaire ionique
- La masse molaire ionique est la masse d'une mole d'ions de l'espèce considérée.
- On peut négliger la masse des électrons devant la masse du noyau d'un atome.
- La masse molaire d'un ion monoatomique est pratiquement égale à celle de l'atome correspondant.
- Exemples :
- M (Na +) » M (Na)
- M (Cl -) » M (Cl)
- Pour déterminer la masse molaire d'un ion polyatomique, on fait comme pour les molécules.
- Masse molaire de l'ion phosphate : PO43 - :
- M ( PO43 -) » M (P) + 4 M (O)
- M ( PO43 -) » 1 x 31,0 + 4 x 16,0
- M ( PO43 -) » 95,0 g / mol
- Masse molaire de l'ion sulfate : SO42 - :
- M ( SO42 -) » M (S) + 4 M (O)
- M ( SO42 -) » 1 x 32,1 + 4 x 16,0
- M ( SO42 -) » 96,1 g / mol
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[u]salut,[/u]
mOi je trOuve que c’est un bon cours dOnc je t’en remercie et je te dis bOnne cOntinuation…!
[color=green]Lilou93[/color]
Bonjour,
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