Contenu
- TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
- Qu'est-ce qu'une taupe?
- Une taupe de gaz d'hydrogène
- Masse molaire de composés
- Exemples
Les atomes et les molécules individuels, éléments constitutifs de la matière, sont trop petits pour être mesurés à l'aide d'instruments ou d'unités macroscopiques. Les scientifiques expriment donc la masse à l'aide d'unités de masse atomiques, généralement abrégées en uma ou en UMA. Dans le monde réel, toutefois, l'utilisation d'unités de masse atomique serait peu pratique en raison des millions d'atomes et de molécules qui composent les quantités macroscopiques. Conscients de cela, les scientifiques ont défini l’UMA de manière à simplifier la conversion de quantités microscopiques à macroscopiques. La masse d'un atome ou d'une molécule en AMU est égale à la masse d'une mole d'atomes ou de molécules en grammes. Un gramme est un millième de kilogramme.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
La masse d'un élément ou d'une molécule en unités de masse atomique est égale à la masse d'une mole des mêmes particules en grammes. Divisez le nombre par 1 000 pour obtenir la masse molaire en kilogrammes.
Qu'est-ce qu'une taupe?
Une mole est un très grand nombre d'atomes ou de molécules. Ce grand nombre, appelé numéro Avogadros, est 6,02 x 1023. Ce nombre a été déterminé par une série d’expériences menées sur une période d’environ 100 ans par divers chercheurs. Une mole est pour le monde macroscopique ce qu'une particule est pour le monde microscopique avec une différence: vous pouvez diviser une taupe en fractions, mais vous ne pouvez pas le faire pour une particule telle qu'un atome ou une molécule sans la transformer en autre chose.
Une taupe de gaz d'hydrogène
La règle est que la masse d'une particule en AMU est égale à la masse d'une mole de particules en grammes. Par exemple, la masse atomique d’une molécule d’hydrogène (H2) est de 2,016 AMU, donc une mole d’hydrogène pèse 2,016 grammes. Comme il y a 1 000 grammes dans un kilogramme, la masse d'une mole d'hydrogène gazeux est (2.016 1000) = 0.002016 = 2.016 X 10-3 kilogrammes.
Vous pouvez avoir une quantité de particules qui ne constituent pas une taupe. Par exemple, votre échantillon d’hydrogène peut ne peser que 2,52 x 10-4 kg. Vous pouvez utiliser la masse atomique d'hydrogène, mesurée en AMU, pour calculer la fraction d'une mole de gaz dans votre échantillon. Il suffit de diviser la masse de votre échantillon, en kilogrammes, par la masse d’une mole en kilogrammes. Étant donné qu'une mole d'hydrogène gazeux a une masse de 2,016 x 10-3 kg et que vous avez 2,25 x 10-4 kg, vous n'avez que 1/8 de mole.
Masse molaire de composés
Pour déterminer la masse d'un composé, vous comptez les atomes qu'il contient en examinant sa formule chimique. Recherchez les masses de chacun des atomes qui constituent la molécule dans le tableau périodique, additionnez ces masses et vous aurez la masse de la molécule en UMA. C'est également la masse d'une mole du composé en grammes. Si vous voulez la masse molaire en kilogrammes, divisez par 1 000.
Exemples
1. Quelle est la masse molaire de carbonate de calcium en kilogrammes?
La formule chimique du carbonate de calcium dans CaCO3. À partir du tableau périodique, vous pouvez déterminer que la masse de calcium (Ca) est de 40,078 AMU, celle du carbone (C) de 12,011 AMU et celle de l’oxygène (O) de 15,999 AMU. En multipliant par 3 la masse d'oxygène et en y ajoutant les masses de carbone et de calcium, vous obtenez la masse du CaCO3 molécule, qui est 100,086 AMU. Cela signifie qu'une mole de carbonate de calcium a une masse de 100,086 grammes, ce qui correspond à (100,086 1 000) = 0,1 00086 kilogrammes.
2. Combien y at-il de moles dans un échantillon d’aluminium pesant 5 kg?
Le poids atomique de l'aluminium (Al) est de 26,982 AMU. Une mole de métal pèse donc 26,982 grammes, soit 0,026982 kg. Un échantillon pesant 5 kilogrammes contient (5 0,026982) = 185,31 moles.