1- Définition Pour compter les atomes ou molécules contenus dans

1- Définition
Pour compter les atomes ou molécules contenus dans un échantillon de matière, le chimiste les regroupe par
paquets qu’il appelle moles.
Une mole est la quantité d’atomes de carbone contenus dans 12g de carbone.
Sachant que 1 atome de carbone a une masse de 1,99.10-26g. Combien y-a-t-il d’atome dans 12 g ?
1 atome

1,99.10-23g
N

12 g
N=
= 6,03.1023
Une mole d’entités est un paquet contenant 6,03.1023 entités. C’est la constante d’avogadro NA.
2- L’unité d’une quantité de matière : la mole
La quantité de matière d’une espèce chimique représente le nombre de moles (paquets) contenus dans un
échantillon. Elle est noté n et s’exprime en mole, de symbole mol.
3- Concentration molaire C
La concentration molaire c d’une solution se calcule avec la formule :
avec n en mol, V le volume en L et donc C en mol.L-1
1- Avec son nombre d’atomes/molécules
Un échantillon de sucre contient N= 9,0.1023 molécules, quelle est la quantité de matière n?
= 9,0.1023 x 6,03.1023 = 1,5 mol
2- Avec sa masse et masse molaire
La masse molaire M d’une entité (atome, molécules…) est la masse d’une mole de cet entité, son unité g.mol-1.
avec m en g et M en g.mol-1 et
la masse volumique en g/L et V le volume en L
Le glucose a pour M= 180g/mol.
- Un échantillon pèse 45g, quelle est la quantité de matière ?
- Un échantillon contient n=1,5.10-2mol, quel est la masse de cet échantillon ?
3- Avec sa concentration
Activité expérimentale : préparation d’une boisson isotonique
Exercices- Chapitre 1 – Partie 1
Données ; NA= 6,03.1023mol-1
N°1 :
Déterminer la quantité de matière n d’un échantillon contenant :
a4,86 . 1021 atomes de carbone
b- 8,35 . 1024 molécules d’eau
Déterminer le nombre N d’entités contenus dans
c5,00 .10-3 mol de cuivre
d- 12 moles de dioxydes de carbone.
N°2 :
1-
Une solution de volume V=150mL contient un nombre N de molécules dissoutes égal à 1,8.1022. Il s’agit de molécule de glucose, de formule : C6H12O6.
a.
Quelle quantité de matière cela représente-t-il ?
b. Calculer la concentration molaire de cette solution.
c.
Les masses molaires des atomes d’hydrogène, de carbone et d’oxygène sont respectivement 1, 12 et 16 g.mol-1.
i. Calculer la masse molaire de la molécule de glucose.
ii. Calculer la masse de glucose correspondant a ce nombre de molécule.
N°3 : L'EPO, est une hormone naturellement fabriquée par l'homme. Mais l'EPO de synthèse est aussi utilisée comme produit dopant, l'un de ses effets étant
d'augmenter la quantité de globules rouges (ou hématies) dans le sang, ce qui a pour conséquence une augmentation des performances sportives. Cet usage
constitue un risque très sérieux pour la santé. Le dépistage de l'EPO se fait donc sur la mesure du taux de globules rouges dans le sang. Sur l'analyse de sang d'un
sportif, on lit: Hématies...................4.03 millions/mm 3.
1- A- Combien d'hématies contient 1.0 L de sang de ce sang?
B- Ce sportif est-il dopé?
2- Quelle quantité de matière cela représente-t-il?
3- Calculer la concentration molaire en hématies de ce sang ?
Donnée : Nombre normal d'hématies: 4,0.1012 à 5,7.1012 par litre de sang
N°4 : L’alcool des boissons est un liquide constitué d’éthanol : C2H6O
1- A l’aide des données de l’ex 2 (c), calculer la masse molaire M de l’éthanol
2- La masse volumique de l’éthanol est =0,79 g.mL-1. Calculer la masse d’un échantillon de 250mL d’éthanol.
3- En déduire la quantité de matière correspondante.
Exercices- Chapitre 1 – Partie 1
Données ; NA= 6,03.1023mol-1
N°1 :
Déterminer la quantité de matière n d’un échantillon contenant :
e4,86 . 1021 atomes de carbone
f8,35 . 1024 molécules d’eau
Déterminer le nombre N d’entités contenus dans
g- 5,00 .10-3 mol de cuivre
h- 12 moles de dioxydes de carbone.
N°2 :
2-
Une solution de volume V=150mL contient un nombre N de molécules dissoutes égal à 1,8.1022. Il s’agit de molécule de glucose, de formule : C6H12O6.
a.
Quelle quantité de matière cela représente-t-il ?
b. Calculer la concentration molaire de cette solution.
c.
Les masses molaires des atomes d’hydrogène, de carbone et d’oxygène sont respectivement 1, 12 et 16 g.mol-1.
i. Calculer la masse molaire de la molécule de glucose.
ii. Calculer la masse de glucose correspondant a ce nombre de molécule.
N°3 : L'EPO, est une hormone naturellement fabriquée par l'homme. Mais l'EPO de synthèse est aussi utilisée comme produit dopant, l'un de ses effets étant
d'augmenter la quantité de globules rouges (ou hématies) dans le sang, ce qui a pour conséquence une augmentation des performances sportives. Cet usage
constitue un risque très sérieux pour la santé. Le dépistage de l'EPO se fait donc sur la mesure du taux de globules rouges dans le sang. Sur l'analyse de sang d'un
sportif, on lit: Hématies...................4.03 millions/mm 3.
4- A- Combien d'hématies contient 1.0 L de sang de ce sang?
B- Ce sportif est-il dopé?
5- Quelle quantité de matière cela représente-t-il?
6- Calculer la concentration molaire en hématies de ce sang ?
Donnée : Nombre normal d'hématies: 4,0.1012 à 5,7.1012 par litre de sang
N°4 : L’alcool des boissons est un liquide constitué d’éthanol : C2H6O
4- A l’aide des données de l’ex 2 (c), calculer la masse molaire M de l’éthanol
5- La masse volumique de l’éthanol est =0,79 g.mL-1. Calculer la masse d’un échantillon de 250mL d’éthanol.
6- En déduire la quantité de matière correspondante.
Activité expérimentale : préparation de solutions aqueuses
1- 1/ M(CuSO4,5H2O)=M(Cu) + M(S) + 9 M(O) + 10 M(H) = 63,5 + 32,1 + 9*16,0 + 10*1,00=249,6g.mol-1
2/n=C*V=2,5.10-2mol
3/ n= m/M donc m=n*M=6,24 g
2- C0V0=C1V1
V mère prélev
C fille
1
2
0,02 0,04
4
0,08
5
0,10
10
12
0,20 0,24
15
0,30
20
0,40
1- Dilution d’une solution
Diluer une solution c’est diminuer sa concentration par ajout de solvant, souvent, le solvant est l’eau.
La quantité de matière de matière de l’espèce chimique prélevé de la solution mère, se retrouve intégralement dans
la solution fille :
n solution mère prélevé = n solution fille préparée
C0V0=C1V1
2- Couleur et concentration
La couleur d’une solution contenant une espèce chimique colorée est un indicateur de la concentration de celle-ci.
En comparant la couleur d’une solution de concentration inconnue à celles d’une échelle de teintes (ensemble de
solutions contenant la même espèce à des concentrations différentes), on peut déterminer un encadrement de la
concentration inconnue. C’est une méthode par comparaison.
Réponses aux ex 19 – 22
19 1. Concentration massique (m/V) ; concentration molaire (n/V) ; pourcentage volumique (V’/V).
2. a. Vplasma = 6,0 x55% = 3,3 L.
b. Veau -> 3,0 kg.
c. c= n x V -> c(Na+) = 4,6 . 10–1 mol · L–1 ; c(K+) = 1,6 . 10–2 mol · L–1 ;
c(Cℓ–) = 3,5 . 10–1 mol · L–1 ; c(HCO3–) = 9,4 . 10–2 mol · L–1.
d. m=n.M -> m(Na+) = 10,6 g ; m(K+) = 0,62 g ; m(Cℓ–) = 12 g ; m(HCO3–) = 5,7 g.
e. c(Fe) = 9. 10-5 mol · L–1 ; V(O2) = 6,6 mL ;
V(CO2) = 66 mL.
Exercices- Chapitre 1 – Partie 2