La masse molaire d`un gaz

La masse molaire d’un gaz
Pour calculer expérimentalement la masse molaire d’un gaz, il faut connaître le poids du
gaz qui se trouve dans le contenant et le nombre de moles de gaz dans ces conditions.
Ceci se fait à l’aide de la formule des gaz parfait (PV=nRT).
Dans les conditions de laboratoire, le contenant est une seringue. Comme les seringues
ne sont pas totalement étanches, il est beaucoup plus précis d’évaluer la masse d’air qui
se trouve à l’intérieur afin de connaître la véritable masse de la seringue. Pour ceci on
se fie à une charte qui nous donne le poids de l’air en fonction de l’humidité relative car
on doit tenir compte de la masse de vapeur d’eau présente.
Les étapes sont :
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Calculer la masse de 300 cm3 d’air car c’est le volume de la seringue utilisée.
Peser la seringue pleine de gaz.
Vider la seringue du gaz et la remplir d’air
Peser la seringue pleine d’air.
Soustraire la masse d’air de la masse air+seringue afin d’obtenir la masse de la
seringue vide.
Soustraire la masse de la seringue vide de la masse de la seringue pleine de gaz
afin d’obtenir la masse de la seringue vide.
Calculer le nombre de moles de gaz présent dans 300 ml dans les conditions
ambiantes.
Calculer la masse d’une mole de gaz.
Comparer la masse obtenue avec diverses formules moléculaires proposées s’il
y a lieu.
Dans les conditions suivantes :
P= 101.4 kPa
T=22 ⁰C = 295 K
V= 300 ml = 0.3 l
ρair = 1.191 kg/m3
Masse de la seringue avec gaz = 162.90 g
Masse de la seringue avec air = 162.73 g
1) Calculer de la masse de 300 cm3 d’air :
La charte nous donne la ρair = 1.191 kg/m3 dans nos conditions. Ce qui signifie que 1 m3
d’air pèse 1.191 kg. Mais nous mesurons en cm3 et en grammes nos quantités. Il faut
donc convertir le tout.
En sachant que :
1kg = 1000g et que 1m3 = 1 x106 cm3 on peut convertir :
1 kg = 1000 g  x = 1.191 kg x 1000g/ 1kg  x= 1191 g
1.191 kg = x
Donc 1 m3 d’air a une masse de 1191 g.
1 m3 d’air = 1 x106 cm3  x= 1 m3 d’air x 300 cm3 / 1 x106 cm3  x = 0.0003 m3 d’air
x m3 d’air = 300 cm3
Donc 1 m3 d’air = 1191 g  x=0.0003 m3 x 1191 g / 1 m3 d’air  x = 0.3753 g
0.0003 d’air m3 = x
On sait qu’il y avait une masse d’air humide de 0.3753 g.
5) Soustraire la masse d’air de la masse air+seringue afin d’obtenir la masse de la
seringue vide.
Masse de la seringue vide = Masse de la seringue pleine d’air – masse de l’air
Masse de la seringue vide = 162.73 g – 0.3753 g = 162.35 g
6) Soustraire la masse de la seringue vide de la masse de la seringue pleine de
gaz afin d’obtenir la masse de la seringue vide.
Masse du gaz = Masse de la seringue pleine de gaz – Masse de la seringue vide
Masse du gaz = 162.90 g - 162.35 g = 0.55 g
7) Calculer le nombre de moles de gaz présent dans 300 ml dans les conditions
ambiantes.
PV=nRT  n = PV/ RT 
n = 101.4 kPa x 0.3 L / 8.31 (kPa•L/mole•K) x 295 K = 0.0125 mole
8) Calculer la masse d’une mole de gaz.
0.0125 mole = 0.55 g  x = 1 mole x 0.55 g / 0.0125 mole = 44.00 g
1 mole = x g
9) Comparer la masse obtenue avec diverses formules moléculaires proposée s’il
y a lieu.
Si on donne le choix des gaz suivants :
O2, NH3, CO2, CH4, SO2, on compare les masses molaires :
O2 : 32 g/mole
NH3 : 17 g/mole
CO2 : 44 g/mole
CH4 : 16 g/mole
SO2 : 64 g/mole
On voit que la masse molaire correspond au CO2 .