Classe 8

Mole, masse molaire, concentration d’une solution

La mole compte les entités à l’échelle macroscopique. La masse molaire convertit les masses ; la concentration molaire rapporte la quantité de soluté au volume de solution.

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IntuitionIntuition : particules et changement

Une pincée de sel contient un nombre immense d’ions. Les chimistes utilisent la mole comme unité de comptage, comme la douzaine pour compter douze objets.

Toute conversion passe par la mole. Passez à l’exemple pour suivre 88 g de CO₂ le long des flèches.

ScolaireNiveau scolaire : modèles et règles

Définition: Idée clé

Une mole contient exactement $N_A=6{,}02214076\times10^{23}$ entités spécifiées. La masse molaire $M$ est la masse par quantité ; la concentration $c$ est la quantité de soluté par volume de solution.

Pour l’eau, $M(\ce{H2O})\approx18{,}0\,\mathrm{g\,mol^{-1}}$ . Ainsi 36,0 g correspondent à 2,00 mol, que l’échantillon soit liquide ou gazeux.

Grandeurs et formules clés
Grandeur	Symbole/unité	Conversion
Quantité de matière	n, mol	n = m/M
Nombre de particules	N	N = n N_A
Concentration molaire	c, mol/L	c = n/V (volume de solution)

n=\frac{m}{M},\qquad N=nN_A,\qquad c=\frac{n}{V}

N_A=6.02214076\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}

Exemple: Exemple résolu

Combien de moles dans 9,0 g d’eau ? Prendre M = 18,0 g mol⁻¹.

Solution

n = m/M = 9,0/18,0 = 0,50 mol, soit environ 3,01 × 10²³ molécules d’eau.

Exemple: Deuxième exemple

Combien de moles dans 44 g de CO₂ ? Et combien de molécules ?

Solution

M = 12 + 2×16 = 44 g/mol, donc n = 1,0 mol et N = 1,0 × 6,022×10²³ = 6,02×10²³ molécules.

La concentration molaire utilise le volume final de solution, non celui du solvant versé. Dissoudre 0,50 mol et compléter à 2,0 L donne $c=0,25\,\mathrm{mol\,L^{-1}}$ .

La mole sert de pivot : masse → moles par la masse molaire, moles → entités par la constante d’Avogadro, moles → quantité en solution par le volume et la concentration.

Exemple: Exemple de calcul / d’application

Quelle masse de NaOH solide (M = 40,0 g/mol) faut-il pour préparer 250 mL d’une solution à 0,20 mol/L ?

Solution

n = c × V = 0,20 mol/L × 0,250 L = 0,050 mol. Masse m = n × M = 0,050 mol × 40,0 g/mol = 2,0 g.

Combien de moles dans $9.0\ \mathrm{g}$ d’eau, $M(\ce{H2O}) = 18.0\ \mathrm{g\,mol^{-1}}$ ?

Une mole de toute substance contient environ combien de particules ?