Quantit de matire La mole
04-23-2010



I. Une nouvelle unit de quantit de matire: la mole

1. Ncessit d'un changement d'chelle
La masse d'un atome o d'une molcule est trs petite (de l'ordre de 10-26kg). De ce fait, les ractions chimiques font intervenir un nombre considrable d'entits chimiques. A titre d'exemple, un clou de masse 12,46g contient environ 1,33.1023 atomes (voir calcul dans la correction du TP).
Le nombre obtenu n'est videmment pas pratique manipuler car il s'agit d'un nombre extrmement grand. Ce calcul met en vidence la ncessit d'introduire une nouvelle chelle, plus commode, pour manipuler des quantits de matire en chimie.
2. Dfinition de la mole
D'aprs ce qui prcde, il est ncessaire de dfinir une nouvelle unit de quantit de matire:


Une mole reprsente une quantit de matire compose d'autant d'entits qu'il y a d'atomes dans 12,00g de carbone.
3. Constante d'Avogadro
Le nombre d'atomes contenus dans une mole de carbone est appel nombre d'Avogadro et sera not NA.
NA=6,02.1023 mol-1


Une mole reprsente une quantit de matire compose de 6,02.1023 entits lmentaires.

II. Masses molaires

1. Masse molaire atomique
La masse molaire atomique d'un lment est la masse d'une mole d'atomes de cet lment, les proportions des diffrents isotopes tant celles que l'on rencontre dans la nature.

Les masses molaires atomiques figurent dans le tableau priodique des lments.
Exemple: M(Cu)=63,5g.mol-1; M(H)=1,0g.mol-1; M(O)=16,0g.mol-1.
2. Masse molaire molculaire
La masse molaire molculaire est la masse d'une mole de molcules de l'espce considre.

On la calcule en effectuant la somme des masses molaires atomiques des atomes qui constituent la molcule.


Exemple:
M(H2O) = 2.M(H) + M(O)
<=>
M(H2O) = 2.1 + 16


<=>
M(H2O)=18g.mol-1
3. Relation entre masse et quantit de matire
Soit M la masse d'une mole d'entits chimiques.

La masse de n moles de ces entits est m=n.M, d'o:



n: quantit de matire (en mol).

m: masse de l'chantillon (en g).


M: masse molaire (en g.mol-1).
III. Volume molaire

1. Dfinition
Dans les mmes conditions de temprature et de pression, une mole de gaz occupe le mme volume quelque soit sa nature.


On appelle volume molaire d'une espce chimique le volume occup par une mole de cette espce. On le note Vm (unit: L.mol-1).
Remarque: Le volume molaire dpend de la temprature et de la pression.

Dans les conditions normales (P=1 atm et q=0C), Vm=22,4L.

Dans les conditions usuelles (P=1 atm et q=20C), Vm24L.
2. Volume et quantit de matire
Le volume V de n moles de gaz est V=n.Vm. On en dduit:



n: quantit de matire (en mol).

V: volume de gaz (en L).

Vm: volume molaire (en L.mol-1).