Quantité de matière (mole)
Physique-Chimie Seconde
Définition
La quantité de matière, notée $n$, mesure le nombre d'entités (atomes, molécules, ions) présentes dans un échantillon. Son unité est la mole (mol). Une mole contient un nombre fixe d'entités égal au nombre d'Avogadro : $N_A = 6{,}02 \times 10^{23} \ \text{mol}^{-1}$. La quantité de matière permet de relier le monde microscopique (entités) au monde macroscopique (masse pesée au laboratoire) grâce à la masse molaire $M$.
Formule
$$n = \frac{N}{N_A} \qquad \text{et} \qquad n = \frac{m}{M}$$
Exemple corrigé
Énoncé
Calculer la quantité de matière contenue dans un échantillon de $36$ g d'eau, sachant que la masse molaire de l'eau est $M = 18 \ \text{g·mol}^{-1}$.
Solution
La quantité de matière se calcule à partir de la masse $m$ et de la masse molaire $M$ :
$$n = \frac{m}{M}.$$
Ici, $m = 36 \ \text{g}$ et $M = 18 \ \text{g·mol}^{-1}$, donc :
$$n = \frac{36}{18} = 2 \ \text{mol}.$$
L'échantillon contient donc $2$ moles d'eau, ce qui correspond à :
$$N = n \times N_A = 2 \times 6{,}02 \times 10^{23} = 1{,}204 \times 10^{24} \ \text{molécules}.$$
$$\boxed{n = 2 \ \text{mol}}.$$
Erreurs classiques
- Inverser la formule et écrire $n = M / m$ au lieu de $n = m / M$.
- Oublier de convertir les masses dans la même unité que la masse molaire (g) avant le calcul.
Pour aller plus loin : le chapitre « Constitution de la matière » (cours et exercices corrigés).