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Calcul de la quantité de matière

Données

Grandeur à déterminerTrouver la quantité de matière
Masse18 g
Masse molaire18,015 g/mol
Quantité de matière1 mol

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Chimie

Calcul de la quantité de matière

Convertir entre masse, quantité de matière et masse molaire avec n = m ÷ M. Trouvez la quantité de matière à partir des grammes, les grammes à partir des moles, ou la masse molaire — et le nombre de particules.

Grandeur à déterminer

Données

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mol

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La mole et la quantité de matière

La mole est l'unité SI de quantité de matière. Une mole contient exactement 6,02214076×10²³ entités — atomes, molécules, ions ou unités de formule —, nombre appelé constante d'Avogadro. La mole fait le lien entre l'échelle atomique, où les particules sont trop nombreuses pour être comptées, et l'échelle du gramme, mesurable sur une balance.

La formule

n=mMn = \frac{m}{M}
SymboleGrandeurUnité
nQuantité de matièremol
mMasseg
MMasse molaireg/mol

La masse molaire MM s'obtient en additionnant les masses atomiques de tous les atomes de la formule chimique. En réarrangeant, m=n×Mm = n \times M donne la masse à partir des moles, et M=m/nM = m / n la masse molaire.

Exemple résolu

Combien de moles dans 36,03 g d'eau (masse molaire 18,015 g/mol) ?

n=mM=36,0318,015=2 moln = \frac{m}{M} = \frac{36{,}03}{18{,}015} = 2\ \text{mol}

L'échantillon contient donc 2 mol d'eau.

Du nombre de moles au nombre de particules

Pour passer de la quantité de matière au nombre d'entités, on multiplie par la constante d'Avogadro :

N=n×6,022×1023N = n \times 6{,}022 \times 10^{23}

Ainsi, 2 mol d'eau contiennent 2×6,022×1023=1,204×10242 \times 6{,}022 \times 10^{23} = 1{,}204 \times 10^{24} molécules. Une mole de composé renferme ce nombre de molécules, mais davantage d'atomes : chaque molécule d'eau en compte trois.

Masse molaire et masse moléculaire

Ces deux grandeurs partagent la même valeur numérique mais diffèrent par l'unité : la masse moléculaire est la masse d'une molécule en unités de masse atomique (u), la masse molaire celle d'une mole en g/mol. L'eau a une masse moléculaire de 18,015 u et une masse molaire de 18,015 g/mol.

Applications

La mole est au cœur de toute la chimie quantitative. Elle permet de doser une Calcul de la molarité, d'appliquer la Calcul de la loi des gaz parfaits ou de prévoir un rendement par stœchiométrie. Convertir correctement masse et quantité de matière est la première étape de presque tout calcul chimique.

Questions fréquentes (FAQ)

Quelle est la formule pour calculer la quantité de matière ?

La quantité de matière est égale à la masse de l'échantillon divisée par sa masse molaire : n = m ÷ M, où m est en grammes et M en g/mol. Par exemple, 36,03 g d'eau (masse molaire 18,015 g/mol) correspondent à 36,03 ÷ 18,015 = 2 mol. En réarrangeant, masse = quantité de matière × masse molaire et masse molaire = masse ÷ quantité de matière.

Qu'est-ce qu'une mole en chimie ?

La mole est l'unité SI de quantité de matière. Une mole contient exactement 6,02214076×10²³ entités — atomes, molécules, ions ou unités de formule —, valeur appelée constante d'Avogadro. La mole permet de compter les particules par pesée, car une mole d'une substance a une masse en grammes numériquement égale à sa masse molaire. Elle fait le lien entre l'échelle atomique et l'échelle du gramme utilisée en laboratoire.

Masse molaire et masse moléculaire sont-elles identiques ?

Elles ont la même valeur numérique mais s'expriment différemment. La masse moléculaire est la masse d'une molécule en unités de masse atomique (u), tandis que la masse molaire est la masse d'une mole en grammes par mole (g/mol). L'eau a une masse moléculaire de 18,015 u et une masse molaire de 18,015 g/mol. Pour obtenir l'une ou l'autre, on additionne les masses atomiques de tous les atomes de la formule.

Comment trouver le nombre de particules à partir des moles ?

On multiplie la quantité de matière par la constante d'Avogadro : N = n × 6,022×10²³. Ainsi, 2 mol d'eau contiennent 2 × 6,022×10²³ = 1,204×10²⁴ molécules. Ce calcul indique automatiquement le nombre de particules dès que la quantité de matière est fournie ou calculée. Notez qu'une mole de composé contient ce nombre de molécules, mais davantage d'atomes — chaque molécule d'eau en compte trois.

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