Dans un morceau de carbone, il y a un très grand nombre d'atomes de carbone. L'utilisation de trés grand nombre n'étant pas très aisée, les chimistes effectuent un changement d'échelle et introduisent une nouvelle grandeur : la quantité de matière et son unité qui est la mole.
Pour faciliter le comptage d'un grand nombre d'objets identiques, on les regroupe en paquets. De même en chimie, les atomes, les molécules, les ions sont regroupés en "paquets". Chacun de ces paquets contient 6.02*1023 particules et on appelle ce paquet une mole. Donc dans une mole d'atomes, il y a 6.02*1023. La quantité de matière est notée n et la mol est l'unité.
Le nombre de particules par mole est la constante d'Avogadro notée NA
NA = 6.02*1023 mol-1
Le nombre d'atomes N est proportionnel à la quantité de matière n.
N = n*NA
La masse molaire atomique est la masse d'une mole d'atomes de cet élément. Elle s'exprime en g/mol. Les valeurs sont données dans le tableau periodique. Les proportions des isotopes sont telles
que celles trouvées dans la nature.
Ex : M(O) = 16g/mol
La masse molaire moléculaire est égale à la somme des masses molaires atomiques de tous les atomes présents dans la molécule.
Ex : M(H20) = 2*M(H) + M(0) = 2*1 + 16 = 18 g/mol
n = m/M avec
m : masse de l'échantillon en g
M : masse molaire en g/mol
Ex : Un comprimé de vitamine C contient 60.0 mg de vitamine C de formule C6H8O6
M(C6H8O6) = 6*12 + 8*1 + 6*16 = 176 g/mol
n = m/M = 0.06/176 = 3.41*10-4
Une solution est obtenue par dissolution d'une espèce chimique dans un solvants (un liquide). Si le solvant est l'eau, la solution est appelée solution aqueuse. Une fois dissoute, l'espèce chimique s'appelle le soluté. Une solution peut contenir plusieurs solutés différents.
La formule chimique se note différement selon que l'espèce est en solution ou non. Avant la dissolution, on écrit la formule chimique en la faisant suivre de son état physique entre parenthèses :
soit (s) pour les solides, (l) pour les liquides et (g) pour les gaz. Après la dissolution, si le solvant est l'eau, on obtient une solution aqueuse. La formule des espèces est alors suivie de (aq).
Ex : le glucose C6H1206 (s), une solution de glucose s'écrit C6H1206 (aq).
Une solution ionique est neutre globalement. Cela implique l'égalité du nombre de charges + et - dans l'échantillon, ce dont on tient compte dans l'écriture ionique.
Ex : Une solution de chlorure de sodium contient les ions Na+ et Cl-, la solution s'écrit Na+ (aq) + Cl- (aq)
Une solution de chlorure de calcium contient les ions Ca2+ et Cl-, la solution s'écrit Ca2+ (aq) + 2Cl- (aq)
Pour une température donnée, il existe une masse maximale que l'on peut dissoudre pour préparer 1L de solution. Au delà de cette masse, le soluté ne se dissous plus et la solution est saturée.
Les liquides corporels (ex : le sang) sont des solutions aqueuses qui contiennent de nombreux solutés ioniques et moléculaires. Ils jouent tous un rôle déterminant pour le bon fonctionnement des organes et donc sur la santé. Il est donc important de pouvoir mesurer leur quantité. Ainsi, on utilise deux grandeurs : la concentration molaire et la concentration massique.
La concentration massique est donnée par C = m/V avec c la concentration massique (g/L), m la masse (g) et V le volume (L)
La concentration massique est donnée par C = n/V avec c la concentration molaire (g/L), n la masse (g) et V le volume (L)
