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TP Chimie Seconde Corrigé du TP N° 3 de Chimie :
Un outil important pour le chimiste : la mole.
I. A vos marques, prêts, comptez ! 1) Le décompte des 2000 grains est long et fastidieux. 2) Pour y arriver on pèse une masse m 20 grains de 20 grains de semoule. On ajoute ensuite de la semoule
jusqu’à ce que la masse atteint m 2000 grains = 100 × m 20 grains. (En considérant que chaque grain de semoule est identique)
Conclusion : « peser des grains de semoule c’est équivalent à les COMPTER et réciproquement »
II. Application à la chimie : la mole.
1) m atome = 12 × m1 nucléon = 12 × 1,67×10-27 = 2,004 ×10-26 kg 2) Il faut faire un « produit en croix » car il y a proportionnalité entre la masse et le nombre d’atomes :
masse en g Nombre d’atomes de carbone
2,004 ×10-26 kg = 2,004 ×10-26 ×103 = 2,004 ×10-23 g 1
12 g NA
Ce qui donne ( )
23A 23
12 1N 6,0 102,004 10−
×= = ⋅
⋅
3)
Quantité de matière en mol
Nombre d’atomes de carbone
1 NA = 6,02 × 1023
1,3 N
Ce qui donne 23
231,3 6,02 10N 7,83 101
× ⋅= = ⋅ atomes de carbone dans un échantillon de 1,3 mol d’un
morceau de carbone 12.
4) Nombre d’atomes de
carbone Quantité de
matière en mol NA = 6,02 × 1023
1
1,5 × 1022 n
Ce qui donne ( )
22
23
1,5 10 1n 0,025 mol6,02 10⋅ ×
= =⋅
5) La bonne relation est nécessairement : N = NA × n ou A
Nn =N
avec :
N : Nombre d’entités microscopiques identiques dans un échantillon n : quantité de matière d’entités microscopiques identiques (en mol) = « nombre de paquets qu’on peut faire » NA : constante d’Avogadro = « nombre d’entités microscopiques identiques dans 1 seul paquet ».
Ligne TOUJOURS valable
Ligne TOUJOURS valable
III. La masse molaire. a) Masse molaire atomique – Masse molaire ionique.
1) D’après la classification périodique des éléments, la masse molaire atomique du carbone 12 est : M (C) = 12 g·mol−1. Ce qui signifie qu’une quantité de matière de 1,0 mol de carbone 12 pèse 12 g.
2) D’après la classification périodique des éléments, la masse molaire atomique de l’hydrogène est : M (H) = 1,0 g·mol−1.
3) En utilisant la classification périodique des éléments, la masse molaire du Fer est : M (Fe) = 55,8 g·mol−1 et donc M( +2Fe ) = M (Fe) = 55,8 g·mol−1 = M ( +3Fe ).
4) Comme la masse d’un échantillon est proportionnelle à la quantité de matière on peut utiliser le « produit en croix » :
Quantité de matière en mol
masse en g
1 55,8 g (masse molaire =
masse d’une mole) 0,20 m
Ce qui donne 0,20 55,8m 11,2 g1×
= =
5) La bonne relation est nécessairement : n = mM
ou m = n × M avec :
n : quantité de matière (en mol) = « nombre de paquets d’entités microscopiques identiques » m : masse de l’échantillon (en g) = « masse totale de toutes les entités microscopiques » M : masse molaire de l’entité microscopique (en g·mol−1) = « masse d’un paquet d’entités microscopiques »
b) Masse molaire moléculaire.
1) M (C12H22O11) = 12 × M(C) + 22 × M(H) + 11 × M(O) = 12 ×12,0 + 22 × 1,0 + 11 × 16,0 = 342 g / mol
2) Comme n(C12H22O11) = 12 22 11
12 22 11
m(C H O )M(C H O )
alors = ×12 22 11 12 22 11 12 22 11m(C H O ) n(C H O ) M(C H O )
Soit 0, 20×342= =12 22 11m(C H O ) 68,4g
Se déduit de la classification des
éléments
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