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Quantité de matière |
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Pollution au dioxyde d’azote (20 min)
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A-
L’or en
joaillerie. - L’or pur ne résiste pas aux
contraintes mécaniques, c’est pour cette raison que les bijoux « en
or » sont en fait des alliages d’or, de cuivre et d’argent.
B-
Le Carat : - En bijouterie, le carat
permet d’exprimer le pourcentage massique d’or dans l’alliage. - Un carat équivaut à 1/24e
de la masse totale de l’alliage. - Généralement les bijoux
sont fabriqués en or 18 carats : - 25 g d’alliage contiennent
18 g d’or. - Le prix de l’or n’ayant cessé d’augmenter ces dernières années, des bijoux en or de 9 carats sont apparus. Une bague de masse
m
= 3,00 g contient une quantité de matière n = 5,71 × 10–3
mol d’or. Cette bague est-elle une bague de 18 carats ou de 9
carats. - Données : - Masse d’un atome d’or :
- m
(Au) = 3,27 × 10–25
kg - Nombre d’Avogadro : - NA
= 6,02 × 1023 mol–1 - Masse molaire de l’or :
- M
(Au) = 197,0 g . mol–1. |
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Pollution au dioxyde d’azote (20 min)
-
Valeurs limites :
-
200 μg . m–3 en moyenne
horaire (à ne pas dépasser plus de 18 h par an)
-
40 μg . m–3 en moyenne
annuelle.
-
Seuil d’alerte : 400 μg . m–3
dépassé sur 3 h.
-
Molécule de dioxyde d’azote :
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Données :
-
Constante d’Avogadro :
NA = 6,0 × 1023 mol–1.
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Couleur des modèles :
N (●) :
O (●).
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m
(N) = 2,34 × 10–26
kg
-
m
(O) = 2,67 × 10–26
kg 1.
Masse d’une molécule de dioxyde d’azote.
-
La molécule de dioxyde d’azote est formée
de 2 atomes d’oxygène et d’un atome d’azote :
-
Formule brute
NO2
-
m
(NO2) =
m (N) + 2
m (O)
-
m
(NO2) = 2,34 ×
10–26 + 2 × 2,67 × 10–26
-
m (NO2) = 7,68 ×
10–26 kg 2.
Nombre de molécules de dioxyde d’azote par mètre
cube d’air à partir duquel le seuil d’alerte doit être déclenché.
-
Seuil d’alerte : 400 μg . m–3
dépassé sur 3 h.
-
3.
La valeur limite en moyenne annuelle à Toulouse
en 2017 :
-
La concentration moyenne en dioxyde
d’azote est de
4,13 × 10–7 mol . m–3 en fond
urbain
et de 1,24 × 10–6 mol
. m–3 à proximité des axes routiers.
-
Fond urbain : - Masse par mètre cube correspondante à C fu = 4,13 × 10–7 mol . m–3
-
m =
Cfu . m (NO2)
. NA
-
m =
4,13 × 10–7 × 7,68 ×
10–26 × 6,02 × 1023
-
m ≈
1,90 × 10–8 kg . m–3
-
m ≈
19,1 μg . m–3
-
La valeur limite en moyenne annuelle n’a
pas été dépassée en fond urbain :
-
Axes routiers :
-
m =
Car . m (NO2)
. NA
-
m =
1,24 × 10–6 × 7,68 ×
10–26 × 6,02 × 1023
-
m ≈
5,73 × 10–8 kg . m–3
-
m ≈
57,3 μg . m–3
-
La valeur limite en moyenne annuelle a
été dépassée à proximité des axes routiers.
-
Autre méthode :
-
On connait la valeur de la moyenne
annuelle à ne pas dépasser. - ms = 40 μg . m–3 en moyenne annuelle.
-
On calcule la concentration
correspondante Cs
(mol . m–3)
-
- La concentration moyenne en dioxyde d’azote est de 4,13 × 10–7 mol . m–3 en fond urbain et de
1,24 × 10–6 mol
. m–3 à proximité des axes routiers.
-
La valeur limite en moyenne annuelle a
été dépassée à proximité des axes routiers. 4,13 × 10–7 mol
. m–3 < Cs <
1,24 × 10–6 mol . m–3 |
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Une bague de 9 ou 18 carats : -
Masse d’or mor
contenu dans cette bague : -
Une bague de masse m
= 3,00 g contient une quantité de matière n = 5,71 × 10–3
mol d’or -
Nombre d’atome d’or N
(or) contenu dans la bague : - N (or) = n × NA
-
mor
= N (or) × m (Au) -
mor
= n × NA × m (Au) -
mor = 5,71 × 10–3 × 6,02
× 1023 × 3,27 × 10–25 -
mor
≈ 1,12 × 10–3 kg -
mor
≈ 1,12 g -
Un carat correspond à 1/24e
de la masse totale de la bague : -
En conséquence 1/24e
de 3 g correspond à : -
-
Nombre de carats N
(carats) dans cette bague : -
-
Pour une bague de masse
m = 3,0 g à 18 carats, la masse d’or présente :
-
-
Pour une bague de masse
m = 3,00 g à 9 carats, la masse d’or présente :
-
-
Ce résultat est en accord
avec le résultat trouvé précédemment.
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