CHAPITRE 2:

QUANTITE DE MATIERE ET CONCENTRATIONS

THEME II : LA PRATIQUE DU SPORT

I- LA FACON DE COMPTER DES CHIMISTES

1) UNE CONSTATATION: DES MILLIARDS DE MILLIARDS DE PARTICULES

Le nombre d’atomes de fer contenu dans une masse, m=1g de fer, est de l’ordre de 10²² atomes. 10²²=10 4+10 9+10 9 1 milliards = 10 910²²=10.000 milliards de milliards d’atomes.

2) LA MOLEDès qu’on est confronté à la moindre poussière de matière, on constate que le nombre de

particules est énormes. Pour simplifier le compte de ces particules, les chimistes ont créé un regroupement par paquet appelé Mole. Chaque mole contient un nombre identique de particules, ce nombre est appelé le nombre d’Avogadro. Ce nombre est noté, général, Na dont la valeur est Na=6,02.10 23 particules/mol.

3) LA QUANTITE DE MATIERELa quantité de matière d’une espèce chimique (eau, fer, …) représente le nombre de mole de cette espèce. Elle se note, n, elle s’exprime en

mole de symbole, mol.

La quantité de matière est proportionnelle au

nombre de molécules contenus dans un corps.

N=nxNa ou n=N/Na

II- MASSE ET QUANTITE DE MATIERE

1) LA MASSE MOLAIRE ATOMIQUE

La masse molaire atomique est la masse d’une

mole d’atomes d’un élément, X, donné. On la

note, en général, Nx. Elle s’exprime en g/mol.

Exemples: dans la classification périodique des

éléments:

Mc=12,0 g/mol

Mo=16,0 g/mol

Mh=1,0 g/mol

Ms=32,1 g/mol

2) LA MASSE MOLAIRE MOLECULAIRE

La masse molaire moléculaire d’un corps pur

donnée est la masse d’une mole de molécule de

ce corps. On la note M et on l’exprime en g/mol.

On la détermine en utilisant les masses molaires atomiques des atomes constituant les molécules de ce corps.Exemple: la masse molaire moléculaire de l’eau Mh2o=2Mh+Mo =2x1,0+16,0 =18,0 g/mol

3) RELATION ENTRE MASSE ET QUANTITE DE MATIERE

La masse et la quantité de matière sont proportionnelles donc, par exemple, 2 moles d’eau sont deux fois plus lourdes qu’une mole

d’eau.Si m est la masse d’un corps pur alors la quantité de matière qu’il contient sera:N=m/M. De même, m=nxM.

III- LES SOLUTIONS AQUEUSES ET LEURS CONENTRATIONS

1) QU’EST-CE QU’UNE SOLUTIONUne solution est un mélange homogène obtenu, en général, par dissolution d’un ou de plusieurs corps appelé solutés dans un solvant. Lorsque le solvant utilisé est de l’eau, la solution

est appelé solution aqueuse. On peut classer les

solutions en deux grandes familles: les solutions

(aqueuses) ioniques constituées d’eau et d’ions

(positif ou négatif); les solutions (aqueuses

moléculaires constituées uniquement de

molécules.

Les solutions ioniques conduisent le courant

électriques elles sont donc conductrices.

Les solutions moléculaires ne conduisent pas le

courant électriques.

Exemple: une solution aqueuse de chlorure de sodium (eau salée) conduit le courant électrique donc c’est une solution ionique. une solution aqueuse de saccharose ne conduit pas le courant électrique donc cette solution est une solution moléculaire.

2) CONCENTRATION D’UNE SOLUTION AQUEUSE

a) la concentration massique d’un solutéLa concentration massique d’un soluté A dans une solution est égale au rapport de la masse de

A dissout par le volume V de solution obtenue. On la note, en général, Cm. Elle s’exprime en g/L et elle a pour expression Cm=mA/V.Si V un volume constant, la masse mA augmente alors la concentration augmente tant que la concentration n’est pas saturée.

b) la concentration molaire d’un solutéLa concentration molaire d’un soluté A dans une solution est le rapport de la quantité de matière de A par le volume V de solution obtenue. Elle se note C; elle s’exprime en mol/L. Elle a pour

expression C=nA/V.

3) DILUTION D’UNE SOLUTION

En général, les produits vendus dans le

commerce sont très concentrés. Pour les utiliser,

on doit les diluer. Lors d’une dilution, on prélève

un volume Vo d’une solution concentrée appelé

souvent solution-mère de concentration molaire

Co. On ajoute de l’eau et on obtient un volume V

de solution diluée appelée solution-fille de

concentration molaire C.

Lors d’une dilution, la quantité de matière de

soluté ne change pas puisqu’on a ajouté que de

l’eau.

Ceci se traduit par l’égalité suivante: n0=n

(n0=quantité de matière contenue dans V0 de la

solution-mère; n=quantité de matière contenue

dans V de la solution fille).

On a, de plus, la relation V=V0+V(eau). Or,

C0=n0/V0 d’où n0=C0xV0 (solution-mère).

De même, C=n/V d’où n=CxV (solution-fille)

donc, C0xV0=CxV d’où V0=CxV/C0.

-Facteur de dilutionSouvent, lors d’une dilution, on utilise le facteur de dilution défini par le rapport suivant: F=C0/C, ou encore, F=V/V0.Le facteur de dilution est une grandeur sans unité, F est forcément plus grand que 1. Que signifie F=10?Cela signifie que la solution-fille est 10 fois moins concentré que la solution-mère. Le volume de solution-mère est 10 fois plus petit que le volume de solution-fille. On dit aussi, que l’on a dilué 10 fois.