Mécanique 2 · Tutoriel

Convertir en quantité de matière (moles)

La mécanique à maîtriser avant de passer aux exercices.

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Thème 2 — Convertir en quantité de matière (moles)

Les coefficients d'une équation comptent des moles. Mais au laboratoire on mesure des masses (balance), des volumes de gaz (éprouvette) et des solutions (concentration). Trois relations — et trois seulement — servent de portes d'entrée vers la mole. Les maîtriser dans les deux sens est le cœur de tout calcul de chimie.

À retenirles trois portes vers la mole

\underbrace{n=\dfrac{m}{M}}_{\text{à partir d'une masse}}\qquad \underbrace{n=\dfrac{V}{V_{\mathrm{m}}}}_{\text{gaz : }V_{\mathrm{m}}=22.4\,\mathrm{L}/\mathrm{mol}\text{ (TPN)}}\qquad \underbrace{n=C\times V}_{\text{solution}}

$n$ en $\mathrm{mol}$ ; $m$ en $\mathrm{g}$ ; $M$ en $\mathrm{g}/\mathrm{mol}$ ; $V_{\mathrm{gaz}}$ et $V_{\mathrm{solution}}$ en $\mathrm{L}$ ; $C$ en $\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ . On lit chaque relation à l'endroit ( $\to$ moles) ou à l'envers ( $m=nM$ , $V=nV_{\mathrm{m}}$ , $C=n/V$ ).

Méthodeconvertir une donnée en moles (puis en autre chose)

Repérer la nature de la donnée : une masse ? un volume de gaz ? une solution ?
Homogénéiser les unités : masses en $\mathrm{g}$ , volumes en $\mathrm{L}$ ( $1\,\mathrm{mL}=1\times 10^{-3}\,\mathrm{L}$ ), $C$ en $\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ .
Appliquer la bonne porte pour obtenir $n$ en moles.
Reconvertir le résultat dans l'unité demandée ( $m=nM$ , $V=nV_{\mathrm{m}}$ , $C=n/V$ , ou nombre d'entités $N=n\,N_A$ ).

Piègene jamais confondre les unités

une quantité en moles n'est ni une masse ni un volume : pour une masse, multiplier par $M$ ; pour un volume de gaz, par $V_{\mathrm{m}}$ .
$1\,\mathrm{mL}\neq1\,\mathrm{L}$ : convertir avant de calculer ( $20\,\mathrm{mL}=0.020\,\mathrm{L}$ ).
$V_{\mathrm{m}}=22.4\,\mathrm{L}/\mathrm{mol}$ vaut seulement aux TPN ( $0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ , $1\,\mathrm{atm}$ ).

Remarquele nombre d'Avogadro : compter les entités

Une mole contient $N_A=6.02\times 10^{23}$ entités. Pour passer des moles au nombre de molécules (ou d'ions, d'atomes), on multiplie : $N=n\,N_A$ . La masse d'une seule entité vaut $M/N_A$ .

Ensuite, 3 niveaux d'exercices :

FacileMoyenDifficile

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