Exercice 1 — De la masse à la quantité de matière
Énoncé. Quelle quantité de matière représente 8,8 g de dioxyde de carbone CO₂ ? On donne M(C) = 12 g/mol et M(O) = 16 g/mol.
Résolution.
Données : m = 8,8 g. Grandeur cherchée : n.
Calcul préalable de la masse molaire :
M(CO₂) = 12 + 2 × 16 = 44 g/mol
Application de la relation :
n = m / M = 8,8 / 44 = 0,20 mol
Contrôle. L'unité est bien la mole. L'ordre de grandeur est cohérent : 8,8 g représentent un cinquième de 44 g, donc un cinquième de mole.
Exercice 2 — De la masse au nombre de molécules
Énoncé. Combien de molécules d'eau contient un échantillon de 4,5 g d'eau ? On donne M(H₂O) = 18 g/mol.
Résolution.
L'énoncé demande un nombre d'entités à partir d'une masse : il faut enchaîner les deux relations.
Première étape :
n = m / M = 4,5 / 18 = 0,25 mol
Seconde étape :
N = n × N_A = 0,25 × 6,022 × 10²³ ≈ 1,5 × 10²³ molécules
Contrôle. Le résultat est sans unité et de l'ordre de 10²³, ce qui est attendu pour quelques grammes de matière.
Exercice 3 — Remonter à la masse molaire
Énoncé. Un échantillon de 0,50 mol d'un composé pèse 32 g. Quelle est sa masse molaire ? De quel composé peut-il s'agir ?
Résolution.
La relation n = m / M s'inverse en M = m / n :
M = 32 / 0,50 = 64 g/mol
Cette valeur correspond au dioxyde de soufre SO₂ : 32 + 2 × 16 = 64 g/mol.
Contrôle. La cohérence se vérifie en refaisant le calcul dans l'autre sens : 0,50 × 64 = 32 g. ✓
À vous de jouer
Reprenez ces trois exercices en masquant la résolution. Si vous retrouvez les résultats sans hésiter sur le choix de la relation, vous êtes prête pour la séance de TD.