Physique-Chimie · secondeGratuit

Chapitre 3 — Quantité de matière et transformations chimiques

L'essentiel en 30 secondes

La mole est l'unité de quantité de matière : $1$ mol $= 6,022 \times 10^2^3$ entités (nombre d'Avogadro). La masse molaire $M$ permet de passer de la masse $à$ la quantité de matière. Une transformation chimique est décrite par une équation ajustée qui respecte la conservation des éléments et des charges. Les coefficients stœchiométriques donnent les proportions molaires des réactifs et produits.

Notions clés

Mole: Quantité de matière contenant exactement $6,022 \times 10^2^3$ entités (atomes, molécules, ions…).
Nombre d'Avogadro: $Nₐ = 6,022 \times 10^2^3$ mol⁻¹. C'est le nombre d'entités dans une mole.
Masse molaire M: Masse d'une mole d'entités. Unité : g/mol (ou g·mol⁻¹).
Équation de réaction: Écriture symbolique d'une transformation chimique, ajustée pour respecter la conservation des éléments et des charges.
Coefficients stœchiométriques: Nombres placés devant les formules dans l'équation de réaction. Ils indiquent les proportions molaires.

Formules

Quantité de matière à partir de la masse

n = \frac{m}{M}

Condition : n en \text{mol}, m en \text{g}, M en \text{g·mol}^{-1}

Nombre d'entités

N = n \times N_A

Condition : N = nombre d'entités, N_A = 6{,}022 \times 10^{23}\;\text{mol}^{-1}

Volume molaire d'un gaz

n = \frac{V}{V_m}

Condition : V en \text{L}, V_m en \text{L·mol}^{-1} (V_m = 24{,}0\;\text{L·mol}^{-1} à 20°C et 1013 hPa)

A retenir

Pour calculer $M$ d'une molécule, additionne les masses molaires de tous les atomes qui la composent $(ex$ : $M(H_2O) = 2\times 1,0 + 16,0 = 18,0$ g·mol⁻¹).
Ajuster une équation = même nombre de chaque type d'atome de chaque côté de la flèche.
Le volume molaire Vm est le même pour TOUS les gaz dans les mêmes conditions de T et P (loi d'Avogadro).

Erreurs classiques

Erreur : Utiliser la masse en kg dans n = m/M.

Correction : La masse molaire est en g·mol⁻¹, donc la masse doit être en GRAMMES (pas en kg).

Erreur : Confondre nombre d'entités N et quantité de matière n.

Correction : $n$ est en mol (quantité macroscopique), $N$ est un nombre (sans unité). $N = n \times Nₐ$ .

Erreur : Modifier les formules chimiques pour ajuster l'équation.

Correction : On ne touche JAMAIS aux indices dans les formules $(H_2O$ reste $H_2O)$ . On ajuste uniquement les coefficients devant les formules.

Astuce méthode

Pour ajuster une équation : commence par l'élément qui apparaît le moins souvent, puis équilibre O en dernier et H en tout dernier. Vérifie que les charges sont aussi conservées s'il y a des ions.