Vocabulaire : entité = atome, molécule, ion...
Le nombre de masse A : dans le symbole \( \displaystyle\mathsf {^{A}_{Z}X} \), A est le nombre de nucléons.
Masse d'un atome : la masse de l'électron est négligeable devant celle du noyau. La masse d’un atome (ou d'un ion monoatomique) est égale à celle du noyau :
matome = A × mnucléon
La masse d’une molécule, ou d'un ion polyatomique, est la somme des masses de ses atomes.
mmolécule = Σ matomes
Exemple : La formule de la molécule de saccharose est C12H22O11.
masse de l'atome de \( \displaystyle\mathsf {^{12}_{\ \ }C} \)matome = A × mnucléon
= 12 x 1,67.10-27 kg : mC = 2,00.10-26 kg
masse de l'atome de \( \displaystyle\mathsf {^{1}_{\ \ }H} \)matome = A × mnucléon
= 1 x 1,67.10-27 kg : mH = 1,67.10-27 kg
masse de l'atome de \( \displaystyle\mathsf {^{16}_{\ \ }O} \)matome = A × mnucléon
= 16 x 1,67.10-27 kg : mO = 2,67.10-26 kg
Quelle est la masse mS d'une molécule de saccharose ?
La masse m d'un échantillon d'une espèce est proportionnelle au nombre d'entités N qui le constitue : \( \displaystyle\mathsf {\textit{m}\ =\ \textit{N} \times\ \textit{m}_{entité}} \)
Le rapport de la masse de l'échantillon sur la masse d'une entité donne le nombre d'entités.
\( \displaystyle\mathsf {\textit{N}\ =\frac{\textit{m}}{\textit{m}_{entité}}} \)
Application : À l'aide du résultat du $ 1, trouver le nombre de molécules de saccharose dans un morceau de sucre.
Combien de molécules de saccharose dans ce morceau de sucre ?
3.1. La mole
En chimie, les entités pourraient se compter en centaines de milliers de milliards de milliards (1023). Le chimiste préfère la molele symbole de cette unité de comptage est mol,
Une mole d'entités contient 6,02.1023 entités.
6,02.1023 est le nombre d'Avogadro, NAl'unité du nombre d'Avogadro est mol-1.
La mole (mol) est l'unité de quantité de matière.
Remarque : la lettre n est utilisée pour exprimer une quantité de matière.
Combien de feuilles sur cette palette ?
120 000 feuilles ! Or, le négociant ne compte pas les feuilles, mais les palettes. Le chimiste ne compte pas les entités, mais les moles.
3.2. Exprimer une quantité de matière en moles
Le nombre d'entités N d'un échantillon est proportionnel au nombre de moles n :
N = 6,02 × 1023 × n
N = NA × n
La quantité de matière n d’un échantillon peut se calculer à partir du nombre d'entités :
\( \displaystyle\mathsf {\textit{n}\ =\frac{\textit{N}}{6,02 \times 10^{23}}} \)
Application : À l'aide du résultat du § 2, calculer la quantité de matière de saccharose dans un morceau de sucre.
EXERCICE
Calculer la masse d'une mole de nucléons.