Grandeurs physiques liées à la quantité de matière

La mole et les quantites de matiere

1. La mole

La mole est l'unite de quantite de matiere. Une mole contient exactement N_A = 6,02 x 10 puissance 23 entites (atomes, molecules, ions). Le nombre N_A est appele la constante d'Avogadro, exprimee en mol^-1.

Si un echantillon contient N entites, sa quantite de matiere n (en mol) est :

n = N / N_A

2. Masse molaire et quantite de matiere d'un solide

La masse molaire M (en g/mol) est la masse d'une mole d'entites. Pour un echantillon de masse m (en g) :

n = m / M

Exemple : on dissout du chlorure de sodium NaCl de masse m = 5,85 g. La masse molaire du NaCl est M = 58,5 g/mol. n = m / M = 5,85 / 58,5 = 0,1 mol.

3. Concentration molaire d'une solution

Lorsqu'on dissout une quantite de matiere n (en mol) de solute dans un volume V (en L) de solution, la concentration molaire C (en mol/L) est :

C = n / V

Exemple : on dissout les 0,1 mol de NaCl precedentes dans un volume V = 0,5 L (500 mL) d'eau distillee. C = n / V = 0,1 / 0,5 = 0,2 mol/L.

4. La dilution

Diluer une solution consiste a diminuer sa concentration en ajoutant du solvant, sans changer la quantite de matiere de solute. Si on prelève un volume V1 d'une solution mere de concentration C1 pour obtenir un volume V2 de solution fille de concentration C2, la quantite de matiere de solute est conservee :

C1 x V1 = C2 x V2

Exemple : on veut preparer V2 = 250 mL d'une solution fille de concentration C2 = 0,1 mol/L a partir d'une solution mere de concentration C1 = 1 mol/L. V1 = (C2 x V2) / C1 = (0,1 x 0,25) / 1 = 0,025 L = 25 mL. Il faut donc prelever 25 mL de solution mere et completer avec de l'eau distillee jusqu'a 250 mL.