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La mole et le nombre d'Avogadro
Fiche | Sciences et technologies
Secondaire
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Table des matières
La mole
Les atomes, les molécules, les ions et les particules subatomiques sont des particules très petites, ce qui fait qu’on en compte des milliards et des milliards.
Une goutte d’eau de |0{,}05\ \text{mL}| comprend approximativement |2 \times 10^{21}| particules, soit |2\ 000| milliards de milliards de particules.
Des gouttes d’eau
Jaroslava V., Shutterstock.com
Des milliards de particules, ce n’est pas très facile à compter! Les chimistes ont donc inventé une unité de mesure pour se faciliter la vie : la mole.
La mole est une unité de mesure qui correspond à un groupe de |6{,}022 \times 10^{23}| particules. Les particules en question peuvent être des atomes, des molécules, des ions, des électrons, etc.
Dans une formule mathématique, le symbole de la mole s’écrit |n| et son unité s’écrit |mol|.
Si un échantillon contient |6{,}022 \times 10^{23}| particules de méthane (|\text{CH}_4|), on peut dire également qu’il contient |1\ \text{mol}| de |\text{CH}_4|.
Pour indiquer cette valeur dans une démarche ou un calcul, on écrit :
||n_{{CH}_4}= 1\ \text{mol}||
De la même manière qu’une douzaine d’œufs ne pèse pas la même chose qu’une douzaine d’éléphants, |1\ \text{mol}| d’hydrogène ne pèse pas la même chose que |1\ \text{mol}| de carbone. La masse d’une mole d’un atome ou d’une molécule correspond à sa masse molaire.
La mole
Moments dans la vidéo :
- 00:00-La mole et le nombre d’Avogadro
- 00:59-Une analogie pour comprendre la mole
- 02:10-Des formules utiles
- 02:42-Exemple 1
- 03:30-Exemple 2
Le nombre d'Avogadro
La mole et le nombre d’Avogadro sont deux notions intimement liées.
Le nombre d’Avogadro, symbolisé |N_{\text{A}}|, correspond au nombre de particules qui se trouvent dans une mole, soit |6{,}022 \times 10^{23}| particules.
C’est au début du 20e siècle que le nombre d’Avogadro a été déterminé par un chimiste du nom de Jean Perrin. À l’époque, la valeur de cette constante correspondait au nombre de particules que contient |1\ \text{g}| d’hydrogène (|\text{H}|). Par souci de précision, cette méthode a été revue et la valeur utilisée de nos jours correspond au nombre de particules dans un échantillon de |12\ \text{g}| de carbone |12.|
Ainsi, dans plusieurs manuels de référence, on retrouve une définition plus précise du nombre d’Avogadro : il correspond au nombre de particules qui se trouvent dans exactement |12\ \text{g}| de carbone |12|. Également, la mole correspond à la quantité de matière se trouvant dans |12\ \text{g}| de carbone |12.|
Mathématiquement parlant, il y a plusieurs façons de représenter le nombre d’Avogadro :
|N_{\text{A}}=6{,}022 \times 10^{23}|
|N_{\text{A}}=6{,}022 \times 10^{23}\ \text{mol}^{-1}|
|N_{\text{A}}=6{,}022 \times 10^{23}\ \text{particules/mol}|
Les unités sélectionnées dépendent du contexte dans lequel on se trouve.
Pour déterminer le nombre de moles à partir du nombre d’Avogadro et du nombre de particules, on peut utiliser la formule suivante :
|n=\dfrac{N}{N_{\text{A}}}\qquad \text{ou}\qquad N=n \times N_{\text{A}}|
où
|n| représente le nombre de moles (|\text{mol}|)
|N| représente le nombre de particules (atomes, molécules, ions, etc.)
|N_{\text{A}}| représente le nombre d’Avogadro
Combien y a-t-il d’atomes dans |2{,}0\ \text{mol}| de potassium (|\text{K}|)?
Voir la solution
Combien y a-t-il de molécules dans |0{,}50\ \text{mol}| de dioxyde de carbone (|\text{CO}_2|)?
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À combien de moles correspondent |1{,}807\times10^{24}\ \text{molécules}| d’alcool à désinfecter ( |\text{C}_3\text{H}_8\text{O}|)?
Voir la solution
À combien de moles correspondent |2{,}71\times10^{22}| atomes d’aluminium (|\text{Al}|)?