Calculer une masse molaire - Maxicours

Calculer une masse molaire

Objectifs
  • Connaitre la définition de la masse molaire d’un élément.
  • Savoir calculer la masse molaire d’une molécule.
Points clés
  • La masse molaire correspond à la masse d'une mole d'atomes, de molécules ou d'entité chimique considérée.
  • Elle se note M et s'exprime en gramme par mole (g·mol–1).
  • La masse molaire d’un atome est fournie par la classification périodique ou par l’énoncé d’un exercice.
  • La masse molaire d’une molécule se calcule, quant à elle, en additionnant la masse molaire de tous les atomes qui la constituent.
Pour bien comprendre
  • Constitution d'un atome, de son noyau
  • Calcul de la masse d'un atome à partir de son nombre de nucléons
1. Définition de la masse molaire

On considère l'élément X.

Une mole de l’élément X (atome ou molécule) est constituée de 6,02 × 1023 atomes de cet élément. Une telle quantité a une certaine masse appelée masse molaire. On la note M et son unité est le gramme par mole (g·mol–1).
2. Masse molaire atomique
La masse molaire d’un atome est la masse d’une mole de cet atome.
Elle est donnée dans la classification périodique.
Exemples
Pour l’atome d’oxygène, on trouve dans la classification périodique : 16O. La masse molaire atomique de l’oxygène est donc M(O) = 16,0 g·mol–1, ce qui signifie qu’une mole de cet atome pèse 16 g.

Pour le carbone, on trouve dans la classification périodique : 12C. La masse molaire atomique du carbone est donc M(C) = 12,0 g·mol–1, ce qui signifie qu’une mole de cet atome pèse 12 g.
3. Masse molaire moléculaire
La masse molaire moléculaire correspond à la somme des masses molaires atomiques des atomes qui la constituent. Comme la masse molaire atomique, son unité est le gramme par mole (g·mol–1).
Exemple
On considère une molécule d'eau de formule brute H2O. On cherche à calculer sa masse molaire.
La molécule d’eau est composée de 2 atomes d'hydrogène et d’1 atome d'oxygène.
La masse molaire d'une molécule d'eau est donc égale à la masse molaire de 2 atomes d'hydrogène plus 1 atome d'oxygène, telle que :
M(H2O) = 2 × M(H) + 1 × M(O)
M(H2O) = 2 × 1,0 + 1 × 16,0
M(H2O) = 18 g·mol–1

La masse molaire d’un ion correspond à la masse molaire de l’élément sans tenir compte de la charge.

Exemple
L’atome de chlore a une masse molaire de 35,5 g·mol–1. La masse molaire de l’ion chlorure est la même que celle de l’atome de chlore, c’est-à-dire que M(Cl) = 35,5 g·mol–1.
4. Et le cas des isotopes ?

Si un élément est constitué de plusieurs isotopes (atomes qui ont le même nombre de protons mais un nombre de neutrons différents), la masse molaire atomique de cet élément tient compte de la proportion des différents isotopes.

Exemple
Le bore B à l'état naturel est constitué d'un mélange de 2 isotopes : 10B et 11B.
La proportion de 10B est à hauteur de 19,64 % et celle du bore 11B est de 80,36 %.

La masse molaire de 10B est de 10 g·mol–1 et celle de 11B est de 11 g·mol–1.
La masse molaire du bore B s'écrit ainsi :

Soit : 

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