Calculer une quantité de matière à partir du volume molaire
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- Connaitre le volume molaire d’un gaz.
- Calculer la quantité de matière d’un élément chimique à partir de son volume molaire.
- Le volume molaire Vm d’un gaz est le volume occupé par 1 mol de ce gaz.
- Le volume molaire Vm d’un gaz dépend des conditions de température et de pression.
- La quantité de matière d'un gaz se
détermine grâce à la relation
avec V le volume du gaz
(en L) et Vm le volume molaire
du gaz (en L·mol–1).
Définition de la quantité de matière
Les états de la matière possibles sont l’état liquide, l’état solide et l’état gazeux.
Contrairement aux solides et aux liquides, les gaz sont constitués de molécules très faiblement liées, si bien qu’elles se déplacent aléatoirement et de manière désordonnée dans un large espace.
Représentation moléculaire des différents états de la matière
Un gaz se caractérise par son volume et son volume molaire.
Il existe d’autres unités du volume, comme le m3. On peut convertir des litres en m3 et réciproquement en utilisant l’égalité 1 m3 = 103 L.
Le volume occupé par un gaz va dépendre des conditions dans lesquelles ce gaz se trouve : la température et la pression.
Dans les conditions usuelles, c’est-à-dire
à la température de 20 °C
et sous une pression
de 1,013 × 105 Pa,
une mole d’un gaz occupe un volume
d’environ 24 L.
Ce volume porte le nom de volume molaire :
Vm = 24 L·mol–1.
Le volume molaire est différent dès lors qu’on change les conditions.
À T = 0 °C et P = 1,013 ×105 Pa, il vaut par exemple Vm = 22,4 L·mol–1.
Une mole d'atomes, de molécules ou d'ions contient 6,02 × 1023 atomes, molécules ou ions.
La quantité de matière est notée n et son unité est le mol.
On dispose d’un gaz de volume V, dont le volume molaire Vm va dépendre des conditions de température et de pression.
Il est possible de calculer la quantité de matière n de ce gaz en utilisant la relation suivante.
|
avec :
|
le volume du gaz,
en 
le volume molaire du gaz,
en 
On considère 12 L de dioxygène de formule brute O2. On cherche à calculer la quantité de matière n correspondant à ce volume, sachant qu’on nous dit que le volume molaire Vm est égal à 24 L·mol–1.
On applique ainsi la formule
pour calculer la
quantité de matière de ce gaz et
l’on obtient :
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