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Formulaire Chimie 1re

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Objectifs

Savoir appliquer des formules données.
Connaitre l’unité des principales grandeurs dans le système international.

1. La constitution de la matière

a. Grandeurs caractéristiques

Une espèce chimique, qu’elle soit liquide, solide ou gazeuse, peut être caractérisée par différentes grandeurs.

Volume et masse volumique

avec :

ρ (rhô) la masse volumique d’un corps, en kilogramme par mètre-cube (kg·m⁻³)
m la masse de ce corps, en kilogramme (kg)
V le volume occupé par ce corps, en mètre-cube (m³)

Remarque
La masse volumique peut aussi s’exprimer en g·L⁻¹, g·mL⁻¹, kg·cm⁻³, etc.
Pour passer d’une unité à l’autre, on utilise la conversion 1 m³ = 10³ L.

Quantité de matière

avec :

n la quantité de matière, en mole (mol)
m la masse, en gramme (g)
M la masse molaire, en gramme par mole (g·mol⁻¹)

Nombre d’entités

avec :

N le nombre d’entités qui constituent l’espèce chimique (atomes, molécules ou ions), sans unité
n la quantité de matière, en mole (mol)
N_A le nombre d’Avogadro, N_A = 6,02 × 10²³ mol⁻¹

Concentration en quantité de matière

avec :

C la concentration en quantité de matière de soluté, en mole par litre (mol·L⁻¹)
n la quantité de matière de soluté, en mole (mol)
V le volume de la solution, en litre (L)

Remarque
Pour un ion X solvaté en solution, sa concentration s’exprime par

Concentration en masse (si l’espèce est liquide)

avec :

C_m la concentration en masse de soluté, en gramme par litre (g·L⁻¹)
m la masse de soluté, en gramme (g)
V le volume de la solution, en litre (L)

Volume molaire (si l’espèce est gazeuse)

avec :

V_m le volume molaire, en litre par mole (L·mol⁻¹)
V le volume, en litre (L)
n la quantité de matière, en mole (mol)

b. Dilution

Soit une solution mère de concentration en quantité de matière C et de volume V. Le volume V₀ de solution mère à prélever pour préparer une solution fille de concentration C_f et de volume V_f est donné par la relation suivante.

avec :

V_f le volume de la solution fille, en litre (L)
V₀ le volume de la solution mère, en litre (L)
C la concentration en quantité de matière de la solution mère, en mole par litre (mol·L⁻¹)
C_f la concentration en quantité de matière de la solution mère, en mole par litre (mol·L⁻¹)

c. Absorbance

Loi de Beer-Lambert

avec :

A l’absorbance de la solution, sans unité ;
C la concentration en quantité de matière de la solution, en mole par litre (mol·L⁻¹)
k une constante, en litre par mole (L·mol⁻¹)

d. Rendement

Une réaction chimique est caractérisée par son rendement.

avec :

η (êta) le rendement, sans unité
m_{expérimentale} la masse du produit après l’expérience, en kilogramme (kg)
m_théorique la masse du produit attendue, déduite par les calculs, en kilogramme (kg)

e. Dosage

On dose une solution A, de concentration en quantité de matière C_A inconnue et de volume V_A, par une solution B, de concentration en quantité de matière C_B connue et de volume V_B.

Ces grandeurs sont reliées par la formule suivante.

avec :

V_A le volume de la solution A titrée, en litre (L)
V_B le volume de la solution B titrante, en litre (L)
C_A la concentration en quantité de matière de la solution A, en mole par litre (mol·L⁻¹)
C_B la concentration en quantité de matière de la solution B, en mole par litre (mol·L⁻¹)

2. La combustion

a. Pouvoir calorifique massique

avec :

PC le pouvoir calorifique, en joule par kilogramme (J·kg⁻¹) ;
E la chaleur libérée lors de la combustion, en joule (J) ;
m la masse de combustible qui subit la combustion, en kilogramme (kg).

b. Énergie molaire de réaction

On considère une réaction chimique.

avec :

E_réaction l’énergie molaire de la réaction, en joule par mole (J·mol⁻¹)
Σ E_{liaison des réactifs} la somme des énergies molaires de liaison des réactifs, en joule par mole (J·mol⁻¹)
Σ E_{liaison des produits} la somme des énergies de liaison des produits, en joule par mole (J·mol⁻¹)