Définitions

 

1) Qu’est-ce qu’une mole d’atomes de soufre ?

2) Que représente la masse molaire atomique du soufre ?

3) Où trouve-t-on la masse molaire atomique du soufre ? Et des autres éléments chimiques ?

4) Que représentent 5,3 mol d’atomes de nickel ?

5) Que vaut et comment s’appelle le nombre qui désigne le nombre d’entités présentes dans une mole ?

 

Calculs de base

 

6) Calculer la masse de 3,0 mol d’atomes de soufre.

7) Calculer la masse de 0,125 mol d’atomes de carbone.

8) Calculer la masse de 18,3 mol d’atomes de chlore.

9) Quelle est la relation générale entre la masse d’un échantillon d’un corps pur (sous forme d’atomes) la quantité de matière qu’il contient, et la masse molaire atomique de l’élément en question ?

10) Calculer la quantité de matière de soufre dans m = 100 g de soufre ?

11) Une pièce d’un centime d’euro pèse 1,1 g. On suppose qu’elle est en cuivre pur (ce qui est une approximation). Quelle quantité de matière d’atomes de cuivre contient-elle ?

12) Calculer la masse de n = 5,076 mol moles d’atomes d’or.

13) Calculer la quantité de matière dans 15 t (tonnes) de fer.

 

Nombre d’atomes

 

14) On reprend la question 11. Combien y a-t-il d’atomes de cuivre dans une pièce ?

15) Calculer la quantité de matière dans 10 g de diamant (le diamant est du carbone pur). Combien d’atomes cela représente-t-il ?

16) On a un échantillon de 4,040 kg d’un gaz inconnu. On a réussi a mesuré que cet échantillon contient 200 moles d’atomes de ce gaz. Quelle est la masse molaire atomique de ce gaz. Quel est ce gaz ?

17) Une pépite d’or a une masse m = 1,53 g. Combien d’atome d’or contient-elle ? (on fait l’hypothèse qu’elle ne contient aucune impureté, c’est-à-dire qu’il s’agit d’or pur).

Exercice 1 : masse molaire moléculaire

Le méthacrylate de méthyle sert à fabriquer, par polymérisation, le Plexiglas. Il a pour formule brute C5H8O2.
1) Quels sont les éléments présents dans cette molécule ?
2) Calculer la masse molaire moléculaire M du méthacrylate de méthyle.
3) Trouvez la quantité de matière contenue dans m = 10 g de méthacrylate de méthyle.
Données : M(C) = 12 g.mol-1 M(H) = 1 g.mol-1 M(O) = 16 g.mol-1

 

Exercice 2 : le caoutchouc naturel

L’isoprène a pour formule C5H8.
Le caoutchouc naturel, produit par l’hévéa, est un assemblage en chaîne de molécules d’isoprène.
Les macromolécules de caoutchouc ont pour formule (C5H8)y, avec y entier.
1) Calculer la masse molaire moléculaire de l’isoprène.
2) Quelle quantité de matière d’isoprène y a-t-il dans 6800 g de caoutchouc naturel ?
3) Une macromolécule de caoutchouc naturel a pour masse molaire M = 204 000 g.mol-1. Déterminer le nombre y de molécules d’isoprène constituant la chaîne de cette macromolécule.

 

Exercice 3 : Vitamine C

On considère  un comprimé de vitamine C contenant 1000 mg d’acide ascorbique ( C6H8O6)

Déterminer la concentration molaire en vitamine C ( C6H8O6) présente dans 150 mL de solution obtenue par dissolution d’un comprimé dans un verre d’eau.

 

Exercice 4 : préparation d’une solution

Le sulfate de sodium Na2SO4 se présente sous la forme d’une poudre blanche. Mise en solution, cette poudre permet d’obtenir des solutions de sulfate de sodium qui sont incolores.

On désire préparer 50 mL d’une solution de sulfate de sodium à la concentration C = 2,00 . 10 - 2 mol / L

1) Quelle verrerie doit-on utiliser ? Quel autre matériel est aussi nécessaire ?

2) Quelle masse de sulfate de sodium sera nécessaire pour cette préparation ?

 


 

 

Définitions

1) Une mole d'atomes de soufre est un ensemble de 1 fois 6,02.1023atomes de soufre.

2) La masse molaire atomique du soufre est la masse d'une mole d'atomes de soufre.

3) La masse molaire atomique du soufre et celle de tous les autres éléments chimiques peut être trouvée dans le tableau périodique des éléments.

4) 5,3 moles d'atomes de nickel représentent un ensemble de 5,3 fois 6,02.1023atomes de nickel.

5) Le nombre d'entités présentes dans une mole s'appelle le nombre d'Avogadro, il est noté NAet vaut NA= 6,02.1023 mol-1

Calculs de base

6) m(S) = masse de 3,0 mol d’atomes de soufre = n(S) . M(S) = 3,0 . 32,1 = 96 g  

7) m(C) = masse de 0,125 mol d’atomes de carbone = n(C) . M(C) = 0,125 . 12,0 = 1,50 g.

8) m(Cl) = masse de 18,3 mol d’atomes de chlore = n(Cl) . M(Cl) = 18,3 . 35,5 = 650 g

9) m = n . M . On peut donc en déduire n = m / M

10) n(S) = m(S) / M(S)=100/ 32,1=3,12mol

11) n(Cu)= m(Cu)/ M (Cu)=1,1/63,5=1,7310−2 mol

12) m(Au) = masse de 5,076 mol d’atomes d'or = n(Au) . M(Au) = 5,076 . 197 = 1,00 kg

13) n(Fe) = quantité de matière de fer dans cet échantillon = m(Fe) /M( Fe)=15.106 /55,8=2,7105 mol

Nombre d’atomes

14) Le nombre d'atomes présents dans n mol est noté N tel que N = n × NA donc dans la pièce de cuivre N(Cu) = n(Cu) . NA

= 1,73.10-2. 6,02.1023= 1,04.1022 atomes.

15) n(C)= m(C) /M (C)=10/ 12,0=0,83mol donc N(C) = n(C)NA= (10/12) × 6,02.1023=5,02.1023atomes.

16) M(gaz) = masse molaire atomique du gaz inconnu = m(gaz) /n( gaz) =4040/200 =20,2 g.mol−1 . Ce gaz inconnu est du néon.

17) N(Au) = n(Au)×NA= (m( Au)/M ( Au)) ×NA= 1,53 1976,021023=4,681021 atomes

Exercice 1 : corrigé

1) 5 carbones 8 hydrogènes 2 oxygènes
2) M = 5×12 + 8×1 + 2×16 = 60 + 8 + 32 = 100 g.mol-1
3) n = m/M = 10/100 = 0,1 mole

 

Exercice 3 : corrigé

1) M=5.M(C)+8.M(H) soit M=5×12+8×1=68 g.mol-1
2) On a n=m/M soit n=6800/68=100 mol donc n=100 mol
3) Masse molaire de la macromolécule : Mm=y.M soit y=Mm/M soit y=204 000/68 = 3000. Il y a donc 3000 molécules d’isoprène dans la macromolécule.

Exercice 4 : Corrigé :Concentration vitamine C 

1) m = 1 g ; M= 172g.mol-1 ; n = m/M = 5,7.10-3 mol ; V = 0,15 L ; C = n / V => C = 5,7.10-3 / 0.15 = 3,78.10-2 mol/L

 

Exercice 5 : Corrigé : Préparation d’une solution

1) On utilise une fiole jaugée de 50 mL, il faut une balance, un entonnoir.

2) n = C×V => n = 2.10-2 × 0,05 = 10-3 mol

M = 142,1 g/mol => m = nµM => m 10-3 × 142.1 = 0,142 g = 142 mg