Quelques minutes pour...#2 : la quantité de matière

Hello à tous! ^^

Encore ce petit format de blog, et cette fois on va parler de...

la meilleure matière au monde

... la chimie :D

Avec ce point ultra essentiel en chimie, au point où c'est en fait impossible d'en faire sans s'en servir ou en calculer : la quantité de matière!

Et on en profitera pour digresser un peu ...

...

gresser un peu

...

BREF

C'est quoi la quantité de matière???:3

Et bien ... tout est dans le titre. C'est la quantité de ... bah de matière. Donc la quantité de ce qui compose un échantillon de matière : atome, molécules, ions,...

Bon ok on va illustrer un peu :3

Prenons un morceau de cuivre pur. Et bien la quantité de matière de cuivre, c'est le nombre d'atomes de cuivre contenus dans ce morceau.

Prenons un verre d'eau. Et bien la quantité de matière en eau de cet échantillon c'est le nombre de molécule d'eau qu'il y a dans ce verre.

Prenons du sel de table: c'est un cristal composé d'ions Na+ (sodium) et Cl- (ion chlorure). La quantité de matière en sel dans un échantillon c'est le nombre de couples (Na+ ; Cl-) dans le sel.

Bon je pense que c'est ok :3

MAIS ÇA FAIT DES GROS CHIFFRES ÇA?!

Oui... c'est le problème. Vu la taille vraiment MINUSCULE des atomes et tout, si on compte les atomes ou les molécules ça va faire des chiffres énormes.

Alors oui, on a les puissances de 10 pour aller plus vite ... mais bon. Est-ce que en laboratoire ou en usine, on est vraiment à la molécule prêt? Non...^^

Puis comme la chimie utilise la thermodynamique pour prévoir pas mal de chose, et qui faut pour cela un système quand même assez "grand", compter en nombre de molécules ou d'atomes ça va pas le faire ...

Bon du coup, comment faire pour compter les atomes et les molécules, en contournant tous les problèmes précédents...

Et bien ... on va raisonner en gros paquets!!

:3

La mole : le gros paquet du chimiste

En fait c'est tout bête: au lieu de compter en nombre de molécule (ou d'atome, blabla comme d'hab...) on va regrouper nos entités en paquet. En paquet d'environ 6,022 × 10^23 pour être précis. Et on va appeler ça... une mole.

Une mole de cuivre c'est donc environ 6,022 × 10^23 atomes de cuivre.

Deux moles d'eau c'est donc environ 2x6,022 × 10^23 molécules d'eau.

Une demi-mole de sel de table, c'est environ 0,5×6,022 × 10^23 paires d'ions Na+ et Cl- .

C'est tout bête hein ^^

Bon ce chiffre (environ 6,022 × 10^23) correspond au nombre d'Avogadro. Il correspond au nombre d'atomes de carbone dans 12g de carbone 12. Voilà :3 Dans les calculs on ne note généralement avec un beau N majuscule et un A majuscule en indice (en petit en bas).

Ici, pour des besoins de mise en page, je vais l'appeler Na (c'est moche parce que ça ressemble au sodium mais bon ... c'était ça ou Robert)

La mole est donc l'unité de la quantité de matière. Et elle rend tous les calculs bien plus simples et explicites que le nombre d'entités! Dans les calculs, la quantité de matière est désignée par la lettre n. Ah oui : à la fin d'un calcul, mole s'écrit "mol".

Du coup, pour er du nombre de particules à la quantité de matière, il suffit de faire :

n = N/Na

avec N le nombre de particules.

Et pour avoir le nombre de particule à partir de n, bah c'est l'inverse:

N = Na × n

Du coup en chimie, pas mal de grandeurs sont liées à la mole. Et on va en voir quelques unes!

La masse molaire (pas la grosse dent hein:3)

La masse molaire d'une substance correspond à la masse d'une mole de cette substance (donc à la masse d' environ 6,022 × 10^23 atomes/molécules/... qui composent cette substance).

Elle se note M et est en gramme par mole (g/mol).

Les bases de données classiques donnent les masses molaires des éléments, du coup c'est tout simple pour remonter aux molécules.

Exemples:

- La masse molaire du cuivre vaut environ 63.5g/mol. Donc une mole de cuivre a une masse de 63,5g

- La masse molaire de la molécule d'eau se calcule tout bêtement comme ça :

M(eau) = 2 × M(Hydrogène) + M(oxygène) = 2×1 + 16 =18 g/mol.

Et oui, suffit d'additionner les masses molaires des atomes constitutifs de la molécule. :3

Donc 2 moles d'eau possède une masse de ... 18 × 2 = 36g, et oui :3 (eau pure attention :3)

Du coup, avec un peu de logique, vous devinez le lien être masse molaire, quantité de matière et masse non? :3 La masse d'une substance c'est la masse molaire de l'entité qui la composé fois la quantité de matière en cette entité! Tout simple :3

On peut l'écrire mathématiquement ainsi :

m=n×M

Ou comme ça :

n=m/M

La concentration molaire

La concentration correspond à la quantité d'une substance par unité de volume du solvant.

Dans la vie quotidienne, on utilise souvent la concentration massique, en g/L : c'est le nombre de gramme d'une substance dans 1L du solvant.

En chimie, comme prévue, on utilise beaucoup la concentration molaire, en mol/L : c'est le nombre de moles de substance dans 1L d'eau.

En la notant C, on peut la calculer comme ça :

C = n/V (avec V le volume de solvant).

Et on peut er de l'une à l'autre comme ça :

C(massique)=C(molaire) × Masse molaire

(oui, regardez c'est bien homogène au niveau des unités :3)

Le volume molaire

Bon, c'est le volume qu'occupe 1 mole d'une substance. Il s'exprime en L/mol et peut se calculer ainsi :

V(molaire) = V/n

Pas grand chose d'autre à dire sur ça, si ce n'est que le volume molaire d'un gaz considéré comme parfait a toujours la même valeur : environ 22,4 L/mol.

BON

Je pense avoir fait le tour pour ce point là, fondamental pour faire de la chimie! :3

Encore une fois, ça a été beaucoup plus long que prévu... loul :3

Allez, bisous :3

Et si vous avez des questions, hésitez pas :3