Concentration molaire et quantité de matière

I – La mole et la concentration molaire Act.1 p.160

1) Nombre de molécules dans 1L de sang Glucose Cholestérol Concentration massique Cm = 1,2 g/L Masse d’une molécule de glucose (C6H12O6) m = 6xmC + 12xmH + 6xmO mg = 2,98.10-22 g Ng : le nombre de molécules de glucose dans 1 L de sang Ng = 1,2 / 2,98.10-22 Ng = 4. 1021 molécules. Cm = 1,86 g/L Masse d’une molécule de cholestérol (C27H46O) m = 27xmC + 46xmH +mO mc= 6,4.10-22 g Nc : le nombre de molécules de cholestérol. Nc = 1,86 / 6,4.10-22 Nc = 2,91. 1021 molécules.

2) Non la concentration massique n’est pas un bon indicateur du nombre de molécules. 3) La masse d’une mole : Glucose Cholestérol Cm = 1,2 g/L C : concentration molaire C = 6,67 mmol/L = 6,67.10-3 mol/L Masse d’une mole de glucose : Mg = 1,2/6,67.10-3 = 180 g Mg = 180 g Cm = 1,86 g/L C = 4,81mmol/L = 4,81.10-3mol/L Masse d’une mole de cholestérol : Mc = 1,86/4,81.10-3 = 387 g Mc = 387 g

4) Le nombre de molécules dans une mole : Glucose Cholestérol Masse d’une mole de glucose : Mg = 180 g Masse d’une molécule Mg = 2,98.10-22 g Nombre de molécules de glucose dans 1 mole : Ng = 180/2,28.10-22 = 6.1023 Ng = 6.1023molécules Masse d’une mole de cholestérol : Mc = 387 g Mc = 6,4.10-22 g Nc = 387/6,4.10-22 = 6.1023 Nc = 6.1023molécules

5) Le nombre de molécules dans une mole est toujours égale à 6.1023. Il est appelé nombre d’Avogadro. Il est noté NA NA = 6.1023

2- La quantité de matière N : nombre total de molécules NA : nombre d’Avogadro ; NA = 6.1023 NA molécules dans le paquet 1 paquet représente 1 mole. N nombre total de molécules n: quantité de matière n = N/NA n est donc le nombre de paquets ou de moles Dans cet exemple n = 5 mol

3- La concentration molaire C : concentration molaire C = n/ V n = C x V n: quantité de matière en mol V: volume en L C: mol/L

Application : Trouver la quantité de matière de glucose dans 3 L de sang. Utiliser Fig.2 p.160 n = CxV C= 6,67 mmol/L = 6,67.10-3 mol/L V = 3 L n = 3 x 6,67.10-3 = 0,02 mol n = 0,02 mol

I I – Détermination de la quantité de matière 1- A partir du nombre de molécules n = N/NA

a)- la masse molaire atomique C’est la masse d’une mole d’atomes 2- A partir de la masse a)- la masse molaire atomique C’est la masse d’une mole d’atomes Ex: Pour le carbone Mc = 12 g/mol Pour l’oxygène Mo = 16 g/mol Pour l’hydrogène MH= 1 g/mol

b)- la masse molaire moléculaire C’est la masse d’une mole de molécules. Elle peut être calculée en additionnant les masses molaires des atomes qui composent la molécule. Ex: Pour le glucose C6H12O6 Mg = 6x Mc + 12x MH + 6 x Mo =6x12 + 12x 1 + 6x 16 = Mg = 180 g/mol

c)-calcul de la quantité matière: n = m/M m : masse de l’échantillon en g M: masse molaire de la molécule en g/mol