Constante d'Avogadro

La mole et la constante d'Avogadro

Imagine que tu te rendes au supermarché. Sur ta liste : une douzaine d'œufs, deux pintes de lait et une douzaine de petits pains. Il s'agit de quantités précises. Si tu achètes une douzaine d'œufs, tu sauras que tu en auras précisément douze. Deux pintes de lait représentent 1136,5 millilitres, tandis qu'une douzaine de petits pains en représente treize. Il ne devrait pas y avoir de confusion sur le nombre d'œufs ou de petits pains ou sur la quantité de lait que tu dois acheter.

Une autre façon de spécifier les quantités est la mole.

Si nous disons que nous avons une mole d'atomes d'hydrogène, nous savons que nous avons précisément 6,02214076 × ¹⁰²³ atomes d'hydrogène. Si nous disons que nous avons deux moles de molécules d'oxygène, nous savons que nous avons 2 × 6,02214076 × ¹⁰²³ = 1,20442815 × ¹⁰²⁴ molécules d'oxygène. Et si nous disons que nous avons 9,853 moles de molécules de méthane, nous savons que nous avons 9,853 × 6,02214076 × ¹⁰²³ = 5,93361529 × ¹⁰²⁴molécules de méthane. Considère une mole comme une autre quantité. Tout comme une paire signifie deux, ou une demi-douzaine signifie six, une mole signifie 6,02214076 x ¹⁰²³.

Définition de la constante d'Avogadro

Examinons de plus près le nombre que nous avons mentionné précédemment : 6.02214076 × ¹⁰²³. Comme nous l'avons dit, il s'agit de la constante d 'Avogadro, ou plus simplement de la constante d'Avogadro.

Equations de la constante d'Avogadro

Maintenant que nous connaissons les moles et la constante d'Avogadro, nous pouvons examiner certaines des équations qui les relient. Tout d'abord, nous allons explorer la relation entre les moles, les nombres de masse et la constante d'Avogadro.

Moles, masse molaire et constante d'Avogadro

En regardant la constante d'Avogadro, tu te dis peut-être qu'il s'agit d'un nombre assez impair. D'où vient-elle ? Les scientifiques ont dû la choisir pour une raison particulière - ils n'ont pas choisi une valeur au hasard ! En fait, la constante d'Avogadro, dont nous savons qu'elle correspond au nombre d'entités dans une mole, est exactement égale au nombre d'atomes de carbone dans 12,0 g de carbone 12. Cela signifie qu'une mole d'atomes de carbone 12 a une masse d'exactement 12,0 g.

Tu pourrais remarquer quelque chose. Les atomes de carbone 12 ont une masse atomique relative de 12,0 ; 12,0 est également la masse d'une mole de ces atomes. Cela nous amène à notre prochain point important : la masse d'une mole de n'importe quelle substance est égale à sa masse atomique relative, ou masse moléculaire relative en grammes. Nous pouvons également appeler la masse d'une mole d'une substance sa masse molaire.

Donc, pour trouver la masse molaire, tu prends la masse atomique relative ou la masse moléculaire relative d'une substance et tu ajoutes ^g-mol-1 à la fin.

Tu as remarqué que dans cet exemple, nous avons multiplié la masse moléculaire relative du méthane, 16,0, par le nombre de moles, 1, pour trouver sa masse ? Cela nous amène à un exercice mathématique utile. Il existe une équation pratique que nous pouvons utiliser pour relier la masse molaire, le nombre de moles et la masse :

$\mathrm{number}\mathrm{of}\mathrm{moles}=\frac{\mathrm{mass}}{\mathrm{molar}\mathrm{mass}}$

Essaie de répondre à la question suivante.

Voici un autre exemple.

Moles, nombre de particules et constante d'Avogadro

Examinons maintenant la relation entre le nombre de moles, le nombre de particules et la constante d'Avogadro. Nous avons brièvement abordé cette question lorsque nous t'avons présenté les moles plus haut, mais nous allons l'explorer à nouveau.

Nous savons qu'une mole de n'importe quelle substance contient 6,022 x ¹⁰²³ entités. Il s'agit simplement de la constante d'Avogadro. Deux moles d'une substance contiendraient donc deux fois plus d'entités : 2 x 6,022 x ¹⁰²³ = 1,2044x ¹⁰²⁴. On peut en déduire l'équation suivante :

$\mathrm{number}\mathrm{of}\mathrm{entities}=\mathrm{number}\mathrm{of}\mathrm{moles}\times \mathrm{Avogadro}\text{'}\mathrm{s}\mathrm{constant}$

Parfois, tu devras utiliser une combinaison de cette équation et de l'équation reliant les moles, la masse et la masse atomique relative ou la masse moléculaire relative, afin de répondre à une question. Essayons.

Masse atomique relative, masse d'une particule et constante d'Avogadro

Te souviens-tu du début, lorsque nous avons indiqué que la masse d'un seul atome d'hydrogène était de 1,66 × ^10-24 grammes ? Voyons maintenant comment nous avons calculé cette valeur.

Souviens-toi : une mole d'une substance - ou plus précisément, 6,022 x ¹⁰²³ de ses entités - a une masse égale à sa masse atomique relative ou à sa masse moléculaire relative. Comme nous l'avons appris, 6,022 x ¹⁰²³ atomes de carbone ont une masse de 12,0 g. Si nous divisons cette masse par le nombre d'atomes de carbone, nous pouvons trouver la masse d'un atome. Voici l'équation :

$\mathrm{mass}\mathrm{of}\mathrm{one}\mathrm{entity}=\frac{\mathrm{molar}\mathrm{mass}}{\mathrm{Avogadro}\text{'}\mathrm{s}\mathrm{constant}}$

C'est tout ! Nous espérons que tu as maintenant une bonne compréhension des moles, de la constante d'Avogadro et de la façon d'utiliser ces valeurs dans les équations.