Comment calculer la quantité de matière d'un mélange ?

Calcul de la Quantité de Matière d’un Mélange : L’Exemple de l’Éthanol

Introduction

La quantité de matière d’un mélange est une mesure de la quantité de matière qu’il contient. Elle est exprimée en moles, où une mole est égale à 6,022 × 10^23 entités (atomes, molécules, ions). Le calcul de la quantité de matière d’un mélange nécessite la connaissance de sa masse, de sa masse volumique et de sa composition chimique.

Cas de l’Éthanol (C₂H₅OH)

Prenons l’exemple d’un mélange d’éthanol (C₂H₅OH).

1. Détermination de la Masse Molaire

La formule chimique de l’éthanol fournit les masses atomiques de ses éléments constitutifs :

• Carbone (C) : 12 g/mol
• Hydrogène (H) : 1 g/mol
• Oxygène (O) : 16 g/mol

En multipliant les masses atomiques par les indices correspondants dans la formule chimique, on obtient la masse molaire de l’éthanol :

Masse molaire de C₂H₅OH = (2 × 12 g/mol) + (5 × 1 g/mol) + (1 × 16 g/mol) = 46 g/mol

2. Calcul de la Masse à Partir du Volume

La masse volumique de l’éthanol (ρ) est donnée en grammes par millilitre (g/mL) :

ρ = Masse / Volume

Dans notre exemple, supposons que nous ayons un volume de 100 mL d’éthanol. La masse de l’éthanol peut être calculée comme suit :

Masse = ρ × Volume = (0,789 g/mL) × (100 mL) = 78,9 g

3. Calcul de la Quantité de Matière

La quantité de matière (n) est calculée en divisant la masse par la masse molaire :

n = Masse / Masse molaire = (78,9 g) / (46 g/mol) = 1,71 moles

Conclusion

En connaissant la masse volumique, la masse et la masse molaire d’un mélange, il est possible de calculer sa quantité de matière. Dans le cas de l’éthanol, la quantité de matière de 100 mL d’éthanol est de 1,71 moles. Ce calcul est essentiel pour diverses applications, notamment les réactions chimiques et la détermination de la concentration des solutions.