Niveau 2nde
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Chapitre 5bis – Quantité de matière : application
I - La masse molaire
1. Définition
C’est la masse d’une mole d’entité.
2. La masse molaire atomique
Tous les atomes n’ont pas la même masse. La masse d’une mole d’atomes varie suivant la nature des atomes.
La masse molaire atomique d’un élément est la masse d’une mole d’atomes de cet élément. Notation : MX . Unité : g.mol-1 .
La masse molaire atomique d’un élément est toujours égale au nombre de masse A de l’atome.
Détermination de la masse atomique molaire : M(12C) = 12 g.mol-1
Détermination de la masse molaire atomique de l’élément chlore :
Dans la nature, il y a deux isotopes dans les proportions suivantes : 75,8% de 35Cl et 24,2% de 37Cl.
Calculons la masse molaire atomique de l’élément chlore : M(Cl) = 75,8
100 x M(35Cl)+ 24,2
100 x M(37Cl) = 75,8
100 x 35+ 24,2
100 x 37 = 35,5 g.mol-1
Le tableau périodique donne directement la masse molaire atomique du chlore : MCl = 35,5 g.mol-1
Autre exemple : Masse molaire atomique du sodium ? Réponse : MNa = 23 g.mol-1
Compléter :
M(O) = … M(H) = … M(S) = …
3 - La masse molaire d’un ion.
La masse des électrons étant négligeable par rapport à celle du noyau, la masse molaire d’un ion sera égale à la masse molaire de l’atome correspondant;
La masse molaire d’un ion est égale à la masse molaire de l’atome correspondant.
M(Cu2+) = M(Cu) = 63,5 g.mol-1
M(H3O+) = 3xM(H) + 1xM(O) = 3x1 + 1x16 = 18 g.mol-1
Compléter : M(H+) = … M(SO42-) = …
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4 - La masse molaire moléculaire.
La masse molaire moléculaire est la masse d’une mole de molécules (unités : kg;mol-1 ou g;mol-1)
Elle s’obtient en additionnant les masses molaires atomiques de chacun des atomes qui la constituent et en multipliant celle-ci par le nombre d’atomes entrant dans la molécule.
Exemples :
M (H2O) = 2 M(H) +1x M(O)
= 2x 1 + 1x16 = 18g.mol-1
Exercice :
Formule Masse molaire CO2
HCOOH H2S CaCl2
KMnO4
C2O2H4
C12H22O11
NH3
C3H8
CH3COOH H2S
(NH4)2SO4
Cl- NH4+
PO43–
HO– CO32–
NO3–
CH3COO–
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II -Déterminer la quantité de matière à partir de sa masse (et inversement).
m = n x M avec n : Quantité de matière de l’entité contenue dans l’échantillon (en mol) m : masse de l’entité contenue dans l’échantillon (en g)
M : masse molaire de l’entité (en g;mol-1)
Exercice :
Calculer la masse de 0,01 mole de saccharose à peser (de formule C12H22O11)
III - Déterminer la quantité de matière d’un soluté à partir de sa concentration (et inversement).
Lorsqu’on dissout une espèce chimique solide, liquide appelée soluté dans un liquide appelé solvant, on obtient une solution. Dans celle-ci, le solvant est le constituant majoritaire.
n = C x V avec n : quantité de matière du soluté (en mol) C : concentration du soluté (en mol.L-1) V : volume de la solution (en L)
m = Cm x V avec m : masse du soluté (en g)
Cm : concentration en masse du soluté (en g.L-1) V : volume de la solution (en L)
Exercice :
Calculer la masse de sulfate de cuivre à peser pour préparer 300 mL d’une solution de sulfate de cuivre de concentration molaire 1,00 mol.L-1.
Méthode : calculer la quantité de matière n de sulfate de cuivre puis la masse m correspondante Donnée : masse molaire du sulfate de cuivre : M = 160 g.mol-1
