Chimie 11e : Quantités et réactions chimiques

• Chimie 11e, unité 2 : Les quantités et les réactions chimiques.

Résultats d'apprentissage

• Utiliser la notation scientifique pour exprimer les nombres très grands ou très petits.
• Déterminer le nombre de chiffres significatifs dans une valeur mesurée.
• Communiquer clairement, en montrant toutes les étapes, les réponses aux problèmes.
• Expliquer la notion de « mole » en chimie ainsi que son importance pour les calculs chimiques.
• Calculer la masse molaire d'une substance chimique.
• Convertir les quantités molaires en quantités massiques, et vice versa.
• Convertir les quantités molaires en quantités d'entités, et vice versa.
• Calculer la composition en pourcentage d'un composé chimique à l'aide de données théoriques ou expérimentales.
• Expliquer la relation entre les formules empiriques et les formules moléculaires.
• Calculer la formule empirique ou moléculaire d'un composé étant donné les pourcentages de composition (et la masse molaire, dans le cas d'une formule moléculaire).

Notation Scientifique

• La notation scientifique est une manière d'écrire les nombres.
• La notation scientifique est sous la forme d'un nombre décimal multiplié par une puissance de 10.
• La partie entière du nombre décimal doit être strictement comprise entre 1 et 9.

La Mole

• La mole est l'unité de base du SI utilisée pour mesurer la quantité d'une substance.
• Une mole d'une substance est la quantité de cette substance qui contient autant d'atomes, de molécules, d'ions ou d'unités de formule que 6,02214179 × 10^23.
• 6,02 x 10^23 est également connu comme le nombre d'Avogadro.
• Le nombre d'Avogadro est le nombre de particules dans une mole d'une substance.
• Formule de conversion des moles en nombre de particules : n = N/NA , où n = quantité en moles, N = nombre de particules et NA = nombre d'Avogadro.
• M(H2O) = 2 x MH + 1 x MO = 2x1,01 g/mol + 1x16 g = 18,02 g/mol
• La formule entre la masse et la mole est: m= n x M, donc n = m/M, où n est les moles de l'échantillon.

Pourcentage de Composition

• La loi des proportions définies stipule qu'un composé contient toujours les mêmes éléments dans les mêmes proportions en masse.
• Pourcentage de masse de l'élément = (masse de l'élément /masse du composé) x 100%
• Le pourcentage de composition est l'ensemble des pourcentages de masse de chaque élément formant le composé.
• Ex : Le pourcentage de composition de NO2 : 30,45% en N et 69,55% en O.
  • % en masse de N = mN / mNO2 = 30,45%
  • % en masse de O = mo / mNO2 = 69,55%
• %masse de Cu dans Cu2S = (2*Mcu) / Mcu2S x 100%
• Mcu2s = 2 Mcu + Ms
• %masse de S dans Cu2S = 100% - %Cu

Formules

• La formule moléculaire indique le nombre d'atomes de chaque élément dont est constituée une molécule d'un composé.
  • Ex : Glucose C6H12O6
• La formule empirique représente le plus petit rapport entre les éléments d'un composé, exprimé en nombres entiers.
  • Ex : Glucose CH2O

Déterminer une Formule Empirique

• Suppose que tu as 100g de composé.
  • Ex : Un composé contient 50,91% de zinc, 16,04% de phosphore et 33,15% d'oxygène.
  • 50,91g de Zn, 16,04g de P et 33,15g d'O
• Calcul de la quantité en mole de chaque élément (n = m ÷ M)
  • nzn = 50,91 g ÷ 65,38 g/mol = 0,777 mol
  • n = 16,04 g ÷ 30,97 g/mol = 0,518 mol
  • n° = 33,15 g ÷ 16 g/mol = 2,072 mol
• Divise chaque rapport par le plus petit de tous :
  • Zinc0,777 / 0,518 P0,518 / 0,518 Oxygène2,072 / 0,518 ZnO4
• Multiplie tous les rapports par le plus petit entier qui te permettra d'avoir uniquement des entiers
  • Zinc1,52 P12 O 4*2 Zn3P2O8

Déterminer la formule moléculaire d'un composé à partir de sa formule empirique

• Ex : la formule empirique d'un composé est CH. Ce composé possède une masse molaire de 78 g/mol.
  • MCH = x*(MC+MH) où x est l'entier à identifier
  • 78 g/mol = x * (12,01 g/mol + 1,01 g/mol)
  • 78 g/mol = x * 13,02 g/mol
  • X = 78 ÷ 13,02 = 6
  • Donc la formule moléculaire est C6H6

Déterminer la formule d'un hydrate

• Calcul du nombre de mole de Ba(OH)2(s)
  • nBa(OH)2(s) = Ba(OH)2(s) ÷ MBa(OH)2(s)
  • = 27,2 g ÷ 171,35 g/mol = 0,159 mol
• Calcul du nombre de mole de H₂O
  • nH2O = mH2O ÷ M H2O
  • =(50g - 27,2g) ÷ 18,02 g = 1,27 mol Calcul de x: divise le nH20 par nBa(OH)2(s)
  • Ex: 50g d'hydroxyde de Baryum, Ba(OH)2XH2O(5) contient 27,2g de Ba(OH)2(s). Calcule le % massique d'eau et trouve x Ba(OH)28H2O
• x = 1,27 ÷ 0,159 = 8