Chapitre
1 : LA MOLE
1- Le nombre d’Avogadro
La masse d’un atome (ou d’une
molécule ou d’un ion) est extrêmement petite. Il est impossible de faire des
expériences quantitatives de chimie à l’échelle atomique. Les chimistes
prennent alors un nombre d’atomes bien déterminé. Ce nombre, noté NA s’appelle nombre d’Avogadro.
2- La mole
Une mole de particules est la
quantité de matière formée par NA= 6,02.1023 particules.
Exemples :
- Une mole d’atomes de cuivre
est un groupe de NA = 6.02.1023 atomes de cuivre.
- Une mole d’atomes de sodium
est un groupe de NA=6,02.1023 atomes de sodium.
- Une mole de molécules de
dihydrogène est un groupe de NA=6.02.1023 molécules de H2.
Une mole de molécules H2O est un groupe de NA = 6,02.1023 molécules H2O.
3- La masse molaire
3.1- Définition
La masse molaire M d’une
entité élémentaire est la masse d’une mole de cette entité élémentaire ou la
masse de 6.02.1023 entités élémentaires. Elle s’exprime en g.mol-1.
3.2 Masse molaire atomique
La masse molaire atomique est
la masse d’une mole d’atomes c’est-à-dire la masse de 6,02.1023 atomes.
Exemples :
Masse molaire atomique
d’hydrogène : M(H) :1g.mol-1 = masse de 6.02.1023 atomes d’hydrogène.
Masse molaire atomique
d’oxygène : M(O)= 16 g.mol-1=masse de 6.02.1023 atomes d’oxygène.
Masse molaire atomique du
souffre : M(S) = 32g.mol-1 = masse de 6.02.1023 atomes de souffre.
Masse molaire atomique (masse
atomique) de quelques atomes
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Nom de l’atome
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Symbole
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Masse d’une mole
d’atomes (masse atomique) en g.mol-1
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Hydrogène
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H
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1
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Carbone
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C
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12
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Azote
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N
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14
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Oxygène
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O
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16
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Sodium
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Na
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23
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Aluminium
|
Al
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27
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Souffre
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S
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32
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Chlore
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Cl
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35,5
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Fer
|
Fe
|
56
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Cuivre
|
Cu
|
64
|
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Zinc
|
Zn
|
65
|
|
Argent
|
Ag
|
108
|
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Or
|
Au
|
197
|
|
Mercure
|
Hg
|
200,6
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Plomb
|
Pb
|
207
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3.3- Masse molaire
moléculaire
La masse molaire moléculaire
est la masse d’une mole de molécules c’est-à-dire la masse de 6,02.1023 molécules.
Exemples : masse molaire
moléculaire de l’eau
M(H20) = 2xM(H) + 1xM(O)
= 2 (1g.mol-1) + 1(16g.mol-1)
M(H2O) = 18 g.mol-1
3.4- Masse molaire ionique
La masse molaire ionique est
la masse d’une mole d’ions c’est-à-dire la masse 6,02.1023 ions.
4- Le volume molaire d’un gaz
4.1- Définition
Le volume molaire d’un gaz
est le volume occupé par une mole de ce gaz (c’est-à-dire par 6,02.1023 molécules de ce gaz).
4.2- Volume molaire dans les
conditions normales de température et de pression. (CNTP)
Le volume molaire d’un gaz
dépend de la température et de la pression atmosphérique.
Les conditions normales de
température et de pression. (CNTP) :
-
Température « normale » θ= 0°C
-
Pression « normale »P=1,013.105Pa
Dans les CNTP ; le
volume molaire d’un gaz est de 22,4L.
Il est voisin de 24L à la
température ordinaire de 20°C est sous la pression habituelle de 1atm
(=1,013.105Pa)
Exercice résolu 1
1) Combien y a-t-il de moles
de molécules d’acide chlorhydrique HCl dans 146g d’acide chlorhydrique ?
2) Combien y a-t-il de moles
de molécules de dioxyde de souffre SO2 dans 3,2g de dioxyde de souffre ?
On donne MH=1g.mol-1 ; MO=16g.mol-1 ; MCl=35,5g.mol-1 ; MS=32g.mol-1 ;
Solution
1) Le nombre de moles de
molécules de HCl dans 146g de HCl
On a: MHCl = 1 + 35,5
= 36,5 g.mol-1
1 mol de HCl renferme 36,5g
de HCl
Dans 146g de HCl, on a :
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146 g renferme 4 mol de HCl
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2) Le nombre de moles de
molécules de SO2 dans 3,2g de SO2
On a: MSO2 = 1 + 35,5
= 36,5 g.mol-1
1 mol de SO2 contient 64g de SO2
Dans 3,2g de SO2, on a: 
3,2g renferme 5.10-2
mol de SO2
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Exercice résolu 2
Dans les conditions normales
de température et de pression:
Calculer la masse de carbone
contenu dans 2,8L de dioxyde de carbone CO2.
On donne : Vm = 22,4L.mol-1 ; MO= 16g.mol-1 ; MC=12g.mol-1
Solution :
On sait qu’une mole de gaz
quelconque occupe le volume V = 22,4L dans les conditions normales de
température et de pression.
La masse molaire des
molécules du gaz CO2 est :
Mco2 = 12 + (16 x 2) = 44g.mol-1
Or 44g de CO2 occupe le volume de 22,4L.
Par conséquent 22,4L de CO2 renferment 12g de C
Dans 2,8L de CO2, on a : m
Ainsi : 2,8L de CO2 renferme 1,5g de C