GRANDEURS PHYSIQUES ET QUANTITE DE MATIERE 

 

 

F Quantité de matière et notion de mole

 

La quantité de matière est le nombre d’entités chimiques(atome, molécules …) présentes dans un échantillon. Elle se note n et s’exprime en mole

Nombre d’Avogadro :   Une mole est la quantité de matière d’un système contenant 6,02 .1023 entités élémentaires               

 

F Quantité de matière et masse

 

* La masse molaire atomique est  la masse d’une mole d’atome

Elle se note M et s’exprime en g/mol

* La masse molaire moléculaire est la masse d’une mole de molécule

Elle s’obtient en faisant la somme des masses molaires atomiques des atomes qui la compose.

* La masse molaire ionique est la masse d’une mole d’ions

On peut négliger la masse des électrons devant la masse du noyau d'un atome.

 

n = m / M

 
La masse molaire d'un ion monoatomique est pratiquement égale à celle de l'atome correspondant.

Pour déterminer la masse molaire d'un ion polyatomique, on fait comme pour les molécules.

 

* Relation entre quantité de matière, masse et masse molaire (précisez les unités) :

 

F Quantité de matière et concentration molaire

C = n / V

 

Cmère.Vmère = Cfille. Vfille

 
 


* La concentration « C » d’une solution est la quantité de matière qu’il y a dans 1 L de solution.

 

* Lors d’une dilution la quantité de matière prélevée se conserve.

 

 

F  EXERCICES

 Pour lutter contre l’alcoolémie, il faut connaître les quantités d’éthanol contenues dans les boissons alcoolisées. Le degré d’un vin correspond au pourcentage en volume d’éthanol ( ou alcool éthylique) qu’il contient. Ainsi dans 100 ml de vin à 12° il y a 12 ml d’éthanol pur.

 

a. Quelle est la masse d’éthanol contenue dans 1 L de vin à 12°.

b. Quelle est la concentration molaire de l’éthanol de ce vin ?

c. En déduire la quantité de matière d’éthanol contenue dans un verre contenant 10 cL  de ce vin.

d. Le taux d’alcoolémie est fixé à 0,1 mole d’éthanol par litre de sang. Une personne ayant consommé un verre de vin dépasse-t-elle ce taux ? Donnée : volume de sang dans le corps 5 Litres

e. Le slogan « un verre ça va , trois verre bonjour les dégâts » est-il justifié ?

 

 
 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correction exercice n°15p 13

 

1. m = ρV = 1,00 × 50 = 50 g.

Le résultat est donné avec deux chiffres significatifs. La précision sur la valeur de m est de 1 g

 

2.m = ρV = 1,00 × 50 = 50,0 g.

 La précision sur la valeur de m est de 0,1 g

 

Correction exercice n°22p 14

 

1. La vapeur d’eau est un gaz que l’on assimile à un gaz parfait donc PV=nRT

soit n = PV/RT = ( 1,0.105 × 1,5.10-3 )/ (8,314× 373)  d’où n = 4,8.10-2 mol.

 

2. Il y aura 0,98 × 4,8.10-2 = 4,7.10-2 mol de vapeur d’eau qui vont se condenser.

La masse d’eau liquide obtenue sera m = nM = 18 × 4,7.10-2 = 0,85 g

la masse volumique de l’eau est ρ = 1,0 g.cm-3

donc le volume d’eau condensée sera V = m / ρ = 0,85 /1 soit V = 0,85 mL

 

3.  Il reste 2% de la quantité de matière de vapeur d’eau donc

n’ = 0,02 × 4,8.10-2 = 9,7.10-4 mol

La pression de la vapeur d’eau dans la bouteille serait alors 

P’ = n’RT/V = (9,7.10-4 × 8,314 × 293 )/ 1,5.10-3

soit P’ = 1,6.103 Pa. Cette pression est 63 fois plus petite que la pression atmosphérique.

 

4. La bouteille va s’écraser sous l’effet des forces pressantes liées à l’air atmosphérique.

 

 

Correction exercice n°25 p 14

 

1.      CH4 + 2O2  à CO2 +  2H2O

 

2. Les proportions sont stœchiométriques si le rapport des quantités de matière des réactifs est tel que :                 =

Les deux gaz sont dans les mêmes conditions de températures et de pression :

n (O2 ) = V (O2 ) / Vm  et n (CH4 ) = V(CH4 )/ Vm

n (O2 ) / n (CH4 )= (V (O2 ) / Vm  )  /  (V(CH4 )/ Vm )  soit    =  = 2

 


3. L’éprouvette de 10 mL est remplie donc                  V (O2 ) +  V(CH4 ) = 10 mL

et d’après la relation précédente                         V (O2 )  = 2 ×V(CH4 )

2 ×V(CH4 )+  V(CH4 ) = 10 mL

3 ×V(CH4 ) = 10 mL soit V(CH4 ) = 3,3 mL

V (O2 )  = 2 ×V(CH4 ) = 2× 3,3  soit V (O2 )  = 6,6 mL