QCM. N° 01

La mole

Cours


 
 

 

La mole. La masse molaire. La quantité de matière.

La concentration en quantité de matière. Le dosage par étalonnage

 

QCM N° 01

AIDE

La mole. La masse molaire. La quantité de matière.

La concentration en quantité de matière. Le dosage par étalonnage

 Pour chaque question, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s).

 

Énoncé

A

B

C

R

1

Une mole représente :

6,02 × 1023

entités

6,02 × 1023

g

6,02 × 10 23

entités

A

2

Une solution aqueuse :

Est un

corps pur

Est un

mélange.

N’est

constituée

 que d’eau

B

3

Pour préparer 500,0 mL

d’une solution à 2,00 g . L–1

en sulfate de cuivre,

la masse m à prélever est :

m = 1,00 g

m = 4,00 g

m = 0,25 g

A

4

Une solution S est diluée.

La solution S’ obtenue

contient :

Plus de

soluté que

la solution S.

Moins de

soluté que

la solution S.

Autant de

soluté que

la solution S.

C

5

La masse molaire

moléculaire représente

la masse :

D’une mole

de molécules.

De 6,02 × 1023

molécules

D’une

molécule

AB

6

La masse molaire atomique

du sodium Na relevée dans

le tableau périodique est :

M = 11,0

mol . g–1

M = 23,0

g . mol –1

M = 11,0

g . mol –1

B

7

La masse molaire

moléculaire du dioxyde de

carbone CO2 est égale à :

  2 × M (C)

+ 2 M (O)

  M (C)

+ 2 M (O)

  M (C)

+ M (O)

B

8

Sachant que le volume

molaire d’un gaz à 20 ° C

et 1013 hPa

est Vm = 24,0 L. mol–1,

le volume occupé par

2 mol de dioxygène

O2 est :

V = 48,0 L

V = 12,0 L

V = 24,0 L

A

9

La quantité de matière n,

la masse m et

la masse molaire M

sont liées par :

n = m . M

q6rB 

 q9rC

C

10

La masse à prélever pour

obtenir n = 2,00 mol de

cuivre de masse

molaire atomique

M (Cu) = 63,5 g . mol –1

est :

m = 32,0 g

m = 127 g

m = 63,5 g

B

11

La concentration en

quantité de matière C

d’une espèce chimique en

solution s’écrit :

 q11rA

C = n . Vsolution

 q11rC

A

12

La concentration en quantité

de matière C et la

concentration en masse t

d’une espèce chimique

sont liées par :

q12rA 

C = M . t

C . M = t

AC

13

Un volume V = 30 mL

d’une solution aqueuse

contient n = 0,060 mol de

glucose.La concentration

en glucose de la solution

est égale à :

C = 0,50

mol . L–1

C = 2,0 × 10–3  

mol . L–1

C = 2,0

mol . L–1

C

14

Le spectrophotomètre

mesure :

L’absorbance

d’une

solution

La

concentration

d’une

espèce en

solution

La

couleur

d’une

solution

A

15

Le spectre d’absorption

d’une solution présente

un maximum d’absorption

à la longueur d’onde

λmax = 460 nm. La couleur

de la solution déterminée

à l’aide du cercle

chromatique ci-dessous est :

 cercle chromatique

Bleue.

Orange.

Incolore.

B

16

On trace la courbe

d’étalonnage ci-dessous.

L’absorbance d’une

solution est A = 0,5.

La concentration en espèce

colorée de cette

solution est :

 courbe d'étlonnage

C = 0,050

mol . L–1

C = 0,50

mol . L–1

C = 0,025

mol . L–1

C

 haut

QCM réalisé avec le logiciel QUESTY

La mole. La masse molaire.

La quantité de matière.

La concentration en quantité de matière.

Le dosage par étalonnage

Pour s’auto-évaluer

 

Aide :

La mole :

-  Définition :

-  La mole est la quantité de matière d'un système contenant

autant d'entités élémentaires qu'il y a d'atomes dans 12 g de carbone 12.

 

 

La quantité de matière :

-  La quantité de matière n est la grandeur utilisée pour dénombrer les entités (atomes, molécules, ions, …)

-  Elle s’exprime en mol.

 n = N / N A

n : quantité de matière (mol)

N : nombre d’entités (sans unité)

NA : constante d’Avogadro :

NA = 6,02 × 1023 mol–1

 

La masse molaire :

-  Définition générale :

-  La masse molaire d’une espèce chimique est la masse d’une mole de cette espèce chimique.

-  On symbolise la masse molaire par M.

-  La masse molaire s’exprime en g . mol–1.

Masse molaire atomique.

-  La masse molaire atomique est la masse d'une mole d'atomes de l'espèce considérée.

-  Dans la classification périodique, on donne les masses molaires atomiques des éléments chimiques en tenant compte des proportions naturelles de ses isotopes.

La masse molaire moléculaire.

-  La masse molaire moléculaire est la masse d'une mole de molécules de l'espèce considérée.

-  La masse molaire moléculaire s'obtient en faisant la somme des masses molaires atomiques des atomes qui constituent la molécule.

Masse molaire ionique.

-  La masse molaire ionique est la masse d'une mole d'ions de l'espèce considérée.

-  On peut négliger la masse des électrons devant la masse du noyau d'un atome.

-  La masse molaire d'un ion monoatomique est pratiquement égale à celle de l'atome correspondant.

Quantité de matière :

-  Relation :

 n = m / M

Ou

m = n . M

n : quantité de matière de l’espèce chimique (mol)

m : masse de l’espèce chimique (g)

: masse molaire de l’espèce chimique (g . mol–1)

Gaz et quantité de matière :

-  Quantité de matière n d’un volume V de gaz :

-  La relation (valable pour les gaz seulement) :

 n = V / Vm

ou

V = n . Vm

n : quantité de matière de l’espèce chimique (mol)

V : volume de l’espèce chimique gazeuse (L)

Vm : Volume molaire de l’espèce chimique gazeuse (L . mol–1)

-  Quelques valeurs du volume molaire :

Température

° C

Pression

Pa

Volume molaire

L . mol–1

 

O

1,013 × 105

22,4

C.N.T.P

20

1,013 × 105

24,0

 

20

10,13 × 105

2,40

 

 

La concentration en quantité de matière.

-  La concentration en quantité de matière C

d’une espèce chimique en solution 

est le quotient de la quantité de matière n de soluté

par le volume Vsolution de la solution.

 

 

- Relation :

C = n / V solution 

Ou

n = C . Vsolution

: concentration en quantité de matière (mol . L –1)

n : quantité de matière de l’espèce chimique (mol)

Vsolution : Volume molaire de l’espèce chimique gazeuse (L)

 

Concentration en masse :

-  La concentration en masse, ou titre massique, t d’une solution
en espèce chimique dissoute est le quotient de la masse
msoluté
de soluté par le volume
Vsolution de la solution.

 

-  Relation :

 t = m / V solution

ou

 msoluté = t . Vsolution

 t  concentration en masse en soluté  en g / L

 msoluté masse de soluté en g.

 Vsolution volume de la solution en L.

 

Relation entre concentration en masse et concentration en quantité de matière :

-  Relation :

 C = t / M

ou

t = C . M

: concentration en quantité de matière (mol . L –1)

t : concentration en masse (g. L –1)

: masse molaire de l’espèce chimique (g. mol –1)

 

Préparation des solutions :

-  Dissolution :

 
Protocole

balance

pesée

fiole jaugée

fiole jaugée + pissette

fiole jaugée

mélange

ajustement trait de jauge

mélange

solution

 

-  Dilution :

 

Première étape :

Verser suffisamment

de solution Mère

dans un bécher

Deuxième étape :

On prélève le volume

nécessaire de solution

Mère à l’aide d’une

 pipette jaugée munie

de sa propipette

Troisième étape :

On verse le volume

nécessaire de solution

dans la fiole jaugée de

 volume approprié..

étape 01

On ne pipette jamais

directement dans le

flacon qui contient

la solution Mère

étape 02

étape 03

Quatrième étape :

On ajoute de

l’eau distillée

et on agite

 mélanger et

homogénéiser

Cinquième étape :

On complète

avec une pissette

d’eau distillée

jusqu’au trait

de jauge.

Sixième étape :

on agite pour

homogénéiser. 

La solution

est prête.

étape 04 a

étape 04 b

étape 05

étape 06 a

étape 06 b

-  Dilution et concentration en quantité de matière :

-  Lors d’une dilution, la concentration en quantité de matière  du soluté diminue, mais sa quantité de matière ne change pas.

-  On dit qu’au cours d’une dilution, la quantité de matière de soluté se conserve.

-  La solution de départ est appelée la solution mère et la solution diluée est appelée la solution fille.

 

Cm

Dilution

 

Cf

Solution mère

 

Solution fille

 

 

Vm

 

 

Vf

-  La quantité de matière de soluté est la même dans la solution mère et dans la solution fille.

 

Facteur de dilution :

-  F = Cm / Cf = Vf / Vm 

Absorbance d’une solution :

-  L’absorbance d’une solution se mesure à l’aide d’un spectrophotomètre :

 spectrophotomètre

schéma du spectrophotomètre 

-  Absorbance en fonction de la longueur d’onde.

-  Cas d’une solution de diiode :

Absorbance en fonction de la longueur d’onde du diiode 

-  Absorbance en fonction de la concentration

-  Loi de Beer-Lambert :

 

-  L’absorbance d’une solution diluée contenant une espèce colorée est

   proportionnelle à la concentration (effective) C de cette espèce

   et à l’épaisseur (cm) de la solution traversée par le faisceau lumineux.

-  A (λ) = ε (λ) . . C

-  ε (λ) est appelé coefficient d’extinction molaire ou coefficient d’absorption molaire.

Unité

A

sans unité

cm

ε (λ)

mol – 1. L . cm – 1

Le dosage par étalonnage :

-  Un dosage par étalonnage consiste à déterminer la concentration en espèce chimique dans une solution en comparant une grandeur physique caractéristique de cette solution (par exemple l’absorbance) à celles de solutions étalons.

-  La concentration Cinconnue en espèce colorée d’une solution S se détermine par lecture graphique depuis la courbe d’étalonnage A = f (C) tracée à partir des absorbances de solutions étalons.

-  Étape 1 : on prépare une gamme de solutions de différentes concentrations C connues en espèce colorée. Elles sont préparées  par dilution à partir d’une solution mère.

-  Étape 2 : on mesure l’absorbance des solutions étalons.

-  Étape 3 : on trace la courbe d’étalonnage A = f (C).

-  Étape 4 : on mesure l’absorbance A de la solution S et on détermine graphiquement la concentration Cinconnue de la solution S en espèce colorée.

-  Exploitation avec la courbe A = f (C).  :

-  On repère le point d’ordonnée A

-  Puis on recherche l’antécédent de A =

-  On en déduit la valeur de C par lecture graphique.

 

-  Limite de la méthode :

-  La loi de Beer-Lambert ne peut pas être utilisée pour le solutions trop concentrées.

 

Cercle chromatique :

 Cercle chromatique

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