Physique-Chimie · premiere speGratuit

Chapitre 1 — Quantité de matière et mole

L'essentiel en 30 secondes

La mole est l'unité qui permet de compter les entités chimiques (atomes, molécules, ions) par paquets. Une mole contient $6,022 \times 10^2^3$ entités (nombre d'Avogadro). La quantité de matière $n$ relie la masse $m à$ la masse molaire $M$ par $n = m/M$ . Pour les gaz, on utilise le volume molaire $Vm$ . Pour les solutions, la concentration $c = n/V$ .

Notions clés

Mole: Unité de quantité de matière contenant exactement $6,022 \times 10^2^3$ entités élémentaires.
Nombre d'Avogadro (Nₐ): Constante valant $6,022 \times 10^2^3$ mol⁻¹, nombre d'entités dans une mole.
Masse molaire (M): Masse d'une mole d'une espèce chimique, en g·mol⁻¹. Se calcule à partir des masses molaires atomiques.
Volume molaire (Vm): Volume occupé par une mole de gaz dans des conditions données, en L·mol⁻¹. Vaut environ 24 L·mol⁻¹ à 20 °C et 1 013 hPa.
Concentration en quantité de matière (c): Quantité de matière de soluté par litre de solution, en mol·L⁻¹.

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 sans unité, N_A = 6{,}022 \times 10^{23}\;\text{mol}^{-1}

Quantité de matière d'un gaz

n = \frac{V}{V_m}

Condition : V en \text{L}, V_m en \text{L·mol}^{-1}

Concentration en quantité de matière

c = \frac{n}{V}

Condition : c en \text{mol·L}^{-1}, V en \text{L} (volume de solution)

Dilution

c_1 \times V_1 = c_2 \times V_2

Condition : Indices 1 = solution mère, 2 = solution fille

A retenir

n = m/M est LA formule de base : elle relie masse et quantité de matière.
Le volume molaire Vm dépend de la température et de la pression (toujours donné dans l'énoncé).
Lors d'une dilution, la quantité de matière de soluté ne change pas, seul le volume change.

Erreurs classiques

Erreur : Confondre masse molaire atomique et masse molaire moléculaire.

Correction : La masse molaire d'une molécule se calcule en additionnant les masses molaires de TOUS les atomes qui la composent : $M(H_2O) = 2\times M(H) + M(O)$ .

Erreur : Oublier de convertir le volume en litres avant d'utiliser c = n/V.

Correction : Convertis toujours en L : 250 mL = 0,250 L.

Erreur : Confondre concentration massique (g·L⁻¹) et concentration molaire (mol·L⁻¹).

Correction : Concentration massique $Cm = m/V$ (en g·L⁻¹), concentration molaire $c = n/V$ (en mol·L⁻¹). Lien : $Cm = c \times M$ .

Astuce méthode

Avant tout calcul, fais un tableau « grandeur / symbole / valeur / unité » pour vérifier que tes unités sont cohérentes. C'est ce qui évite 80 % des erreurs.