I) La mole.
II) Masse molaire.
1) la masse molaire atomique.
2) Masse molaire ionique.
3) Masse molaire moléculaire.
III) Volume molaire (uniquement pour les gaz).
IV) Exercices et problèmes.
Problème N°1: le réchaud à butane.
Problème N°2: l'aspirine.
V) Concentration massique, concentration molaire.
1) Concentration massique.
1) Concentration molaire.
VI) Préparation d'une solution de concentration donnée.

Pour pouvoir manipuler des éléments chimiques (quelques grammes), il faudrait en utiliser un très grand nombre étant donné la taille de ceux-ci (plusieurs milliards de milliards).
Une unité de quantité de matière a été créée, la mole dont le symbole est : mol.
Une mole de matière correspond donc à une quantité de matière qui peut être manipulée lors d’une expérience en chimie. Cette mole de matière correspond à un nombre d’atomes, de molécules ou d’ions avec
N = 6,02.10²³ éléments. Ce nombre N que l’on a appelé nombre d’Avogadro correspond au nombre d’atomes de carbone contenus dans   12   g de carbone, au nombre d’atomes d’hydrogène contenus dans   1   g d’hydrogène etc…

Le schéma ci-dessous nous montre une mole de molécules d'eau, soit 12 g d'eau.

On appelle masse molaire la masse en grammes d’une mole d’entité chimique. Le symbole de la masse molaire est M.

Conseil: regarde la vidéo ci-dessous de Paul OLIVIER.
Vidéo : Comment calculer une masse molaire : ( 3 min 04 )

La masse molaire atomique est la masse d’une mole d’atomes de l’élément chimique considéré.
En effet, chaque atome de la classification périodique des éléments est caractérisé par deux nombres. L’un de ces deux nombres, le nombre de masse (nombre A), correspond à la masse d’une mole d’atomes de l’élément considéré.
${}_Z{}^{\mathrm{<rouge>A</rouge>}}\mathrm{<grand>X</grand>}$ Exemples :     L’hydrogène: ${}_1{}^{\mathrm{<rouge>1</rouge>}}\mathrm{<grand>H</grand>}$     6,02.10²³ atomes d’hydrogène pèsent 1 g.M(H) = 1 g/mol.

L’hydrogène: ${}_6{}^{\mathrm{<rouge>12</rouge>}}\mathrm{<grand>C</grand>}$     6,02.10²³ atomes de carbone pèsent 12 g.M(C) = 12 g/mol.

L’oxygène: ${}_8{}^{\mathrm{<rouge>16</rouge>}}\mathrm{<grand>C</grand>}$     6,02.10²³ atomes d'oxygène pèsent 16 g.M(O) = 16 g/mol.

En réalité, il existe une valeur plus précise dans la classification périodique, ici dans les exercices nous ne tiendrons pas compte de ces valeurs.
M(Mg) = 24,3 g/mol.      M(Fe) = 55,8 g/mol.      M(Br) = 79,9 g/mol.

Un ion est un atome qui a perdu ou gagné un ou plusieurs électrons. La masse d’un atome correspond à la masse du noyau car l’électron a une masse négligeable à coté de la masse du proton ou du neutron. On peut donc dire que la masse molaire de l’ion correspond à celle de l’atome dont il est issu.

La masse molaire moléculaire est la masse d’une mole de molécules du corps pur considéré. Elle est égale en grammes à la somme des masses molaires atomiques des éléments qui composent le corps pur.
Exemple :  Le gaz carbonique CO₂ est composé d’un atome de carbone et de deux atomes d’oxygène.
M(C) = 12 g/mol et M(O) = 16 g/mol.
donc M(CO₂) = (1 x 12) + (2 x 16) = 12 + 32 = 44 g/mol.

Pour les gaz, on a déterminé que le volume occupé par une mole de gaz était dans les conditions normales de pression (76 cm de mercure) et de température (0° C.) 22,4 litres. Le volume molaire des gaz dépend des conditions de pression et de température.

On résume la relation existant entre la mole, le nombre d’éléments, la masse et le volume de la façon suivante :

On peut compléter un tableau de proportionnalité par flèche. Ce qui signifie que si je souhaite obtenir un volume correspondant à la masse. Il faut d’abord déterminer le nombre de moles correspondant à la masse puis transcrire ce nombre de moles en volume. Il suffit de compter les étapes (nombre de flèches) pour établir le ou les tableaux de proportionnalité.
Dans le cas précédent Masse --> Mol --> Volume, 2 flèches donc 2 tableaux de proportionnalité.

Exercice: Déterminer le nombre de moles d’atomes contenues dans 167,4 g de fer Fe.
      On donne M(Fe) = 55,8 g/mol             
Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

Mol	1
Masse (en g)

Un réchaud fonctionne au gaz butane. La molécule de butane est constituée de 4 atomes de carbone et de 10 atomes d’hydrogène.

* La molécule ci-dessus a été dessinée avec le logiciel Avogadro qui est un logiciel gratuit que l’on trouve sur internet.

a) Donner la formule brute du butane             
Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

La formule brute du butane est _.

b) Calculer la masse molaire moléculaire du butane. Attention, il faut prendre les atomes dans l'ordre de la molécule, vous donnerez d'abord le nombre d'atomes et ensuite la masse molaire atomique....                          
Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

La masse molaire moléculaire du butane est ( x ) + ( x ) = + = g/mol.

L’acide acétylsalicylique ou aspirine est un analgésique (qui atténue ou supprime la sensibilité à la douleur). Un comprimé d’aspirine contient 500 mg d’aspirine de formule C₉H₈O₄.

* La molécule ci-dessus a été dessinée avec le logiciel Avogadro qui est un logiciel gratuit que l’on trouve sur internet.

V) Concentration massique, concentration molaire

1) Concentration massique:

La concentration massique C_m d’une espèce chimique en solution est la masse dissoute m de cette espèce dans un litre de solution.

Cm =	m  ━━━
	V

C_m est en g/L ; m est en g ; V est en L.
Il n'est pas necessaire de retenir une formule, l'unité suffit pour comprendre le type de calcul effectué. En effet, l'unité est le g/L, on constate tout de suite que l'on a divisé une masse par un volume.

* La molécule ci-dessus a été dessinée avec le logiciel Avogadro qui est un logiciel gratuit que l’on trouve sur internet.

2) Concentration molaire:

La concentration molaire C d’une espèce chimique en solution est la quantité de matière introduite n de cette espèce dans un litre de solution.

C =	n  ━━━
	V

C est en mol/L ; n est en mol ; V est en L.

Ici on divise un nombre de moles par un volume en litre, on obtient des mol/L.

Exercice : On obtient une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium (soude) en introduisant 2,0 g de NaOH(s) dans 500 mL d’eau distillée.

* Attention, il ne s'agit pas d'une molécule mais d'une structure ionique, ce n'est pas une liaison covalente..

VI) Préparation d'une solution de concentration donnée.

On peut préparer une solution de concentration donnée par :
- dilution :

Conseil: regarde la vidéo ci-dessous par e-profs.
Vidéo : La dilution – conservation de la masse : ( 4 min 41 )

Au cours d’une dilution la quantité de matière (nombre de moles) d’une solution reste constante, c’est le volume de solvant qui augmente n = C₁.V₁ = C₂.V₂

- dissolution :

Conseil: regarde la vidéo ci-dessous par e-profs.
Vidéo : Dissolution – concentration massique : ( 3 min 38 )

Après calcul de la masse m de soluté à dissoudre, on ajoute le soluté et on agite.