Masse molaire, volume molaire
La quantité de matière, notée n, est une grandeur utilisée pour déterminer un grand nombre d'entités chimiques (atomes, molécules, ions). Elle s'exprime en mol (mol).
La masse d'une mole d'atomes est appelée masse molaire atomique. Elle est notée M et s'exprime en g.mol^-1. Les masses molaires atomiques sont données dans le tableau périodique des éléments. Par exemple, M(C)=12,0g.mol^-1 signifie qu'une mole d'atomes de carbone a une masse de 12,0g.
On considère que la masse d'une mole d'ions monoatomiques est égale à la masse molaire de l'atome correspondant. Par exemple, M(Cl) = 35,5 g.mol^-1.
La masse d'une mole de molécules est appelée masse molaire moléculaire et s'exprime en g.mol^-1. Elle est égale à la somme des masses molaires atomiques des éléments présents dans la molécule. Par exemple, M(CH₂) = M(C) + 4 × M(H) = 12,0 + 4×1,0 = 16,0g.mol^-1.
La quantité de matière peut être déterminée à partir d'une masse en utilisant la relation n = m / M.
Le volume molaire Vm permet de lier une quantité de matière n à un volume V en respectant la formule Vm = V / n.
Le volume molaire Vm d'une espèce chimique correspond au volume occupé par une mole de cette espèce chimique. Il s'exprime en L.mol^-1. Par exemple, à 0°C et sous une pression P= 1,013 x 10^5 Pa, le volume molaire d'un gaz est Vm= 22,4 L.mol^-1. Cela signifie qu'une mole de gaz, quelle que soit sa nature (dioxyde de carbone, diazote…) occupe un volume de 22,4L.
Concentration en masse et en quantité de matière
La concentration en masse Cm d'une espèce A dans une solution s'exprime par le rapport: Cm(A) = m(A) / V (s).
La concentration en quantité de matière C(A) d'une espèce A dans une solution s'exprime par le rapport: C(A) = n(A) / V (s).
La quantité de matière et la concentration en quantité de matière sont liées par la relation: C(A) = n(A) / V (s).
La concentration en quantité de matière d'une espèce A dans une solution et la concentration en masse t(A) d'une espèce A de cette solution sont reliées par la relation: Cm(A) / M(A) = n / V.
Cm(A): concentration en masse, en gramme par litre (g.L^-1)
C(A): concentration en quantité de matière, en mole par litre (mol.L^-1)
V(s): volume de solution, en litre (L)
n(A): quantité de matière du soluté en mole (mol)
M(A): masse molaire du soluté A, en gramme par mole (g.mol^-1)
