Détermination de la composition du système initial à l'aide de grandeurs physiques - Cours et exercices de Chimie, Première Générale
Les notions abordées :
Quantités de matière
Quel que soit l'état de la matière, les réactions se déroulent entre entités. A petite échelle, des entités réagissent sur d'autres entités. A notre échelle, des moles de matière réagissent sur des moles de matière. Il faut donc savoir passer des grandeurs physiques mesurables en laboratoire aux quantités de matière.1. Masses molaires
Chaque élément chimique est constitué d'un noyau et d'électrons à la périphérie. Comme la masse des électrons est négligeable, seule la masse du noyau est à considérer.
Il est possible de calculer pour chaque atome la masse d'un atome puis de la multiplier par le nombre d'Avogadro, de valeur NA = 6,02 × 1023 mol-1, pour avoir la masse d'une mole, ou masse molaire, de chaque élément.
Pour éviter des calculs répétitifs, les valeurs des masses molaires M en g.mol-1 des éléments sont données dans le tableau périodique dans chaque case en haut à droite. Ces valeurs tiennent compte des proportions isotopiques présentes dans la nature.
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Concentrations
La quantité de matière étant la grandeur à considérer pour l'étude quantitative des réactions chimiques, il est nécessaire de revenir sur les concentrations en masse puis d'introduire la concentration en quantité de matière.1. Concentration en quantité de matière
Une solution se fabrique par dissolution d'un soluté dans un solvant.
Après agitation et dissolution, la masse reste la même.
La concentration en masse est le quotient de la masse de soluté dissous par le volume de la solution.
Cm = m(soluté)/ V(solution)
En chimie m est en g et V en L. Cm est en g.L-1.
Exemple : en dissolvant 50.0 g de sel dans 200 ml d'eau on fabrique une solution de concentration en masse Cm = 50,0/ 0,200 = 250 g.L-1.
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Absorbance d'une solution
De nombreux renseignements peuvent être tirés de la couleur d'une solution. Il faut pour cela étudier comment ces solutions absorbent la lumière, en déduire des lois et les utiliser pour analyser par exemple une composition.1. Spectres d'absorption d'une solution
Eclairée en lumière blanche, une solution apparaît parfois colorée. Afin de savoir quelles couleurs sont absorbées et en quelle quantité, un appareil spécifique a été créé, le spectrophotomètre.
Cet appareil comporte un prisme ou un réseau afin de disperser la lumière blanche. Chaque couleur isolée est sélectionnée à l'aide d'un diaphragme, puis traverse une solution colorée. Une cellule photoélectrique enregistre l'intensité lumineuse I en sortie de cuve. Elle transmet cette information à un afficheur après comparaison avec l'intensité lumineuse I0 à l'entrée de la même cuve.
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Les derniers avis
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Les autres notions abordées dans le chapitre Cours et exercices de Chimie en Première Générale - Suivi de l'évolution d'un système, siège d'une transformation
