Densité et masse volumique - Maxicours

Densité et masse volumique

Objectifs
Toutes les espèces chimiques pures sont caractérisées par leur masse volumique et leur densité. Ces données sont essentielles et indispensables lors d’une extraction par un solvant par exemple. Mais il
faut savoir aussi déterminer la masse d’un échantillon connaissant sa masse volumique ou sa densité.
1. La masse volumique
C’est la masse occupée par 1 m3 d’une espèce chimique étudiée. Elle se note ρ et est donnée par le rapport de la masse m d’un échantillon de cette espèce et le volume V qu’il occupe :
 

 

Exemple : ρeau = 1000 kg.m-3

Attention :  La masse volumique peut être exprimée dans d’autres unités : en g.L-1 ou en g.cm-3 :
ρeau = 1000 kg.m-3 = 1000 g.L-1 = 1 g.cm-3

Remarque :
- Les espèces chimiques qui « coulent » dans de l’eau ont une masse volumique plus grande que celle de l’eau.
- Les espèces chimiques qui « flottent » dans de l’eau ont une masse volumique plus petite que celle de l’eau.
2. La densité
Pour des solides ou des liquides, c’est le rapport entre la masse volumique de l’espèce chimique considérée et celle de l’eau. :
 

 

Exemples : deau = 1,0   ;   déthanol = 0,79

Remarque :
Par analogie avec la masse volumique, on peut également énoncer ceci :
- Les espèces chimiques qui « coulent » dans de l’eau ont une densité plus grande que 1.
- Les espèces chimiques qui « flottent » dans de l’eau ont une densité plus petite que 1.

3. Détermination de la masse d'un échantillon d'une espèce chimique
a. A partir de la masse volumique
La masse d’un échantillon d’une espèce chimique est facile à déterminer à partir de sa masse volumique ρ et de son volume V selon la relation suivante :

b. A partir de la densité
De la même façon, on peut déterminer la masse d’un échantillon à partir de la relation suivante :



L'essentiel
Deux relations importantes sont à retenir :

La masse volumique d’une espèce chimique est égale au rapport entre sa masse et le volume qu’elle occupe  .

La densité d’une espèce chimique est le rapport entre la masse volumique de l’espèce chimique considérée et celle de l’eau : .

A partir de la masse volumique ou de la densité d’une espèce chimique, il est facile de déterminer la masse d’un échantillon connaissant le volume utilisé.


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