Cours

Résumé de cours

1- Rappel La quantité de matière
1-1- Définition
La quantité de matière, notée n, est la grandeur utilisée pour spécifier un nombre d’entités microscopiques (atomes, molécules, ions, etc.). Son unité est la mole (mol).
1-2- La constante d’Avogadro
Une mole est la quantité de matière d’un système contenant NA entités élémentaires (atomes, molécules, ions …)  NA = 6, 02.10²³ mol˜¹
1-3- Relation entre quantité de matière et constante d’Avogadro
Si N(X) désigne le nombre d’entités x matière d’entités X du même échantillon, on obtient la relation :   n(x) = N(x)/NA

Remarques :
Certaines grandeurs physiques comme la masse, le volume, ou la pression se mesurent directement grâce à un appareil de mesure. Or aucun appareil ne mesure directement la quantité de matière. Pour déterminer une quantité de matière, il est donc nécessaire de connaître des relations entre la quantité de matière et les autres grandeurs

2 – Comment déterminer la quantité de matière d’une espèce chimique solide ou liquide
2-1- Par la pesée de masse
A l’aide d’une balance, on peut mesurer la masse notée mA d’un échantillon d’une espèce chimique A Comment relier la masse et la quantité de matière
2-1-1- Rappel de la définition de la masse molaire moléculaire
La masse molaire moléculaire représente la masse d’une mole de molécules. Elle est égale à la somme des masses molaires atomiques des éléments constituant la molécule. Unité : g.mol-1 . Elle est notée M.
2-1-2- Rappel de la relation entre masse et quantité
Soit une espèce chimique de masse molaire M dont on pèse une masse m, la quantité de matière n est:

 n(x) = m(x)/M(x)    avec : n en mol

3-2-En utilisant l’équation des gaz parfaits
3-2-1- Loi de Boyle-Mariotte :
A température constante T, pour une quantité de matière n(x) donnée de gaz x , le produit de la pression P du gaz par son volume V reste constant : P . V = Constante
P : pression du gaz en Pascal (Pa)
V : volume du gaz en mètre cube (m3)
3-2-2- Equation d’état du gaz parfait
Tous les gaz ont, à faible pression, un comportement identique à celui d’un gaz idéal appelé gaz parfait, leurs quatre grandeurs caractéristiques P, V, T et n(x) sont liées par une relation appelée équation d’état du gaz parfait : P.V = n(x). R. T
avec :
• P : pression du gaz en Pa
• V : volume du gaz en m3
• T : température absolue du gaz en degré Kelvin (K)
• n : quantité de matière du gaz en mole (mol)
• R : constante des gaz parfaits (R = 8,314 S.I)
3-2-3- Conversion des degrés celsuis au Kelvin :
La température absolue T en degré Kelvin (K) est la grandeur macroscopique qui caractérise l’agitation moléculaire du gaz. La température usuelle θ en degré Celsius (°C) et la température absolue T sont liées par la relation suivante :T(K) = θ(°C) + 273,15

Exercices corrigés

Grandeurs physiques liées à la quantité de matière - Exercices corrigés