13.TP1 : Quantité de matière
Compétences mises en jeu
• Déterminer la masse d’une entité à partir de sa formule brute et de la masse des atomes qui la composent.
• Déterminer le nombre d’entités et la quantité de matière (en mol) d’une espèce dans une masse d’échantillon.
Matériel :
Au bureau
- ☐ Un bocal rempli de grains de riz
- ☐ Réserve de clous
Pour les élèves
- ☐ 1 balance à \(\pu{0,1 g}\)
- ☐ 1 coupelle en plastique
- ☐ 1 éprouvette de \(\pu{20 mL}\)
I - Compter les entités
1) Compter les entités
On dispose d'un récipient contenant du riz et on souhaite déterminer la quantité de riz.
🖉 Proposer une estimation du nombre de grain de riz.
🖉 Calculer le temps que prendrait le comptage des grains de riz à raison de 1 grain par seconde.
🖉 Proposer une méthode rapide pour mesurer le nombre de grain de riz (Indice : on pourra utiliser une balance).
🖑/🖉 Mettre en oeuvre la méthode.
2) Définition de la "quantité de matière"
La quantité de matière d'une entité (atome, molécule...) dans un échantillon se note \(n\) et s'exprime en mole (\(\pu{mol}\)).
Dans ue mole de matière, il y a \(\pu{6,022E23}\) entités.
Ce nombre est appelé nombre d'Avogadro et se note \(\mathcal{N}_A\).
\(\mathcal{N}_A = \pu{6,022E23 mol-1}\).
I - Étude d'un clou en fer
Donnée : Masse d'un atome de fer \(m_{Fe} = \pu{9,27E-23 kg}\)
🖉 Proposer une démarche pour déterminer le nombre \(N_{Fe}\) d'atome de fer et la quantité de matière \(n_{Fe}\) d'atome de fer dans un clou.
🖑/🖉 Mettre en oeuvre la méthode et déterminer \(N_{Fe}\) et \(n_{Fe}\).
II - Composition de 20 mL d'eau
Données : Masse d'un atome d'hydrogène \(m_{H} = \pu{1,67E-24 kg}\)
Masse d'un atome d'oxygène \(m_{O} = \pu{2,66E-23 kg}\)
🖉 Proposer une démarche pour déterminer le nombre \(N_{H2O}\) de molécules d'eau et la quantité de matière \(n_{H2O}\) de molécules d'eau dans \(\pu{20 mL}\) d'eau.
🖑/🖉 Mettre en oeuvre la méthode et déterminer \(N_{H2O}\) et \(n_{H2O}\).