Bases de chimie ( avogadro, uma ... )

[invite81f83e7a]

Bonjour,
je suis en prepa PCSI et franchement je crois qu'avoir des doutes sur les notions de bases , c'est très moyen ! En fait voilà mon problème, depuis qu'on parle d'avogadro et tout le reste ca n'est jamais clair dans mon esprit, si quelqu'un pouvez m 'expliciter tout ca en détail ce serait SUPER ...

Def Nb d'avogadro : C'est le nombre d'atome de 12C qui se trouvent dans 12 g de 12C en mol^-1

DONC un mol c'est quoi EXACTEMENT ?
Et ce nombre d'avagadro, si un mol c'est 12 g de carbonne 12 pourquoi il n'est pas en nbd'atome/mol.
Ensuite le nombre d'atome dans 12 g d'une matiere differe d'un element chimique a un autre non ?

ENSUITE ! 1 uma = 1/12 m_¹²c

Dans mon cours on dit que Na atomes pesent Mc: 12g/mol
donc 1 atome de carbonne 12 pese m=Mc/Na ( je comprends bien le produit en croix mais bon )

donc 1 uma en gramme vaut 1 uma= 1/12 x Mc/Na = 1/Na , ca ok ( si j'admet tout ce que je n'ai pas compris avant )

Et ducoup l 'exerice que j'arrive pas a faire :

Soit M la masse atomique c-a-d la masse d 'un atome en uma
Soit M' la masse molaire c-a-d la masse d'une mole d'atome en g/mol
Montrer que M et M' ont la meme application numérique

JE SUIS PERDU, je n'arrive pas a fixer mes idées, et d'ailleurs désolé si ca se voit sur ma redaction !

Merci d'avance pour vos réponses !
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[moco]

Tu peux prendre le problème par un autre bout, et te dire que
1 - l'atome d'Hydrogène contient 1 proton et 1 électron. L'électron pèse 1835 fois moins qu'un proton. Donc dans un premier temps, on considère que cette masse est nulle. L'atome H pèse donc le poids de 1 proton. On appelle cela 1 uma.
2 - l'atome de Carbone-12 contient 6 protons, 6 neutrons et 6 électrons. Comme les protons et les neutrons ont la même masse (en tout cas pour le genre de calcul que nous faisons ici), l'atome de Carbone-12 pèse 12 uma.

C'est très joli tout cela. Mais c'est le genre de réalité qu'on aimerait bien vérifier par une mesure, par une pesée. Or on ne peut pas peser un atome, qu'il soit de H ou de C. C'est trop petit. On n'arrive pas même à voir un atome.
On ne peut même pas non plus peser 10 atomes, 100 atomes, 1000 atomes, un million d'atomes. Si on essayait, cela ne ferait même pas bouger le plateau de la balance.
Mais on pourrait se dire. Très bien. Mais combien faudrait-il en prendre pour qu'on puisse les peser ? C'est là qu'intervient M. Avogadro. Il s'est dit : Combien faudrait-il en prendre pour que cet échantillon d'atomes H pèse un chiffre simple, par exemple de 1 gramme ?
Avant d'avoir pu les compter précisément, il a énoncé, que le nombre d'atomes H présent dans 1 gramme H est appelé une mole. On en déduit immédiatement que le nombre d'atomes de Carbone-12 présent dans 12 g de carbone-12 est aussi de une mole. Et pareil pour les autres atomes.
Plus tard, Avogadro et d'autres se sont acharnés à calculer ce nombre. Cela n'a pas été facile, à cause de l'énormité de ce chiffre. On a finalement trouvé que 1 mole, c'est une collection de 6 10²³ d'objets, ou d'atomes. Donc 600 mille milliards de milliards. C'est la quantité d'atomes qu'il y a dans 1 g d'atomes H. C'est aussi la quantité d'atomes qu'il y a dans 12 g de carbone-12.
Et comme c'est beaucoup plus facile de peser du carbone, qui est un solide, que de peser de l'hydrogène qui est un gaz, on a longtemps hésité entre ces deux définitions : Faut-il se baser sur H ou sur C ? Au bout de longues années de discussions, les chimistes du monde entier se sont entendu pour préférer la 2ème définition, qui est basée sur le carbone, et non sur l'hydrogène.
Mais il est parfois utile de se rappeler qu'à la base, une mole d'atome, c'est la quantité d'atomes qu'il y a 1 g d'Hydrogène, et que c'est aussi 600 mille milliards de milliards.
Tu m'as suivi ?

[inviteccfb3d4d]

Je me rends compte que pendant que je répondais, Moco a déjà posté une excellente réponse. Mais comme pour bien comprendre, plusieurs points de vue sont parfois utiles, voici la mienne, à vous de choisir ce qui vous va le mieux :

Bon, on peut prendre les choses dans un autre sens :
Soit le nombre d'Avogadro N_A dont la valeur numérique est 6.02 . 10²³ (six cent mille milliards de milliards).

Une mole d'un truc quelconque, c'est N_A ce truc. Je peux définir une mole de bananes = six cent mille milliards de milliards de bananes. Bien sûr, personne n'a jamais vu et ne verra jamais autant de bananes. En fait, on n'applique le concept de moles qu'à des entités élémentaires (atomes, molécules, parfois à des particules élémentaires comme les électrons).

Et il se trouve justement que dans 12 grammes de C¹² (constitué d'atomes dont les noyaux comportent six protons et six neutrons) il y a N_A atomes. Ce n'est pas un hasard, c'est la définition du nombre d'Avogadro. Pour des raisons de commodité on a pris le carbone pour cette définition (état solide, élément abondant, relative facilité de déterminer les propriétés de l'isotope C12 pur).

Mais une mole d'atomes d'oxygène, soit N_A atomes d'oxygène, pèsera 16 grammes;, une une mole d'atomes d'hydrogène 1 gramme (c'est le truc qui vous aviez mal compris : 1 mole, ce n'est pas 12 g de n'importe quoi. Il n'y a que la mole d'atomes de carbone qui pèse 12 g - mais toutes les moles contiennent le même nombre d'objets -)

En termes d'unités, le nombre d'Avogadro, c'est donc un nombre de "trucs" (bananes, molécules, atomes,...) par mole. Mais quand on compte des objets (bananes, molécules, atomes) , on obtient un entier naturel sans unité : votre main a 5 doigts, indépendamment de tout système d'unités. C'est pour cela qu'en fait le nombre d'Avogadro s'exprime simplement en mol^-1.

En ce qui concerne l'u.m.a. : ce n'est pas par hasard qu'on a choisi 12g pour la masse d'une mole d'atomes de C¹². En fait, l'atome C¹² est constitué de 12 nucléons (6 protons et 6 neutrons) qui ont à peu près tous la même masse, et de 6 électrons qui ont une masse absolument négligeable par rapport au reste. Si j''appelle "unité de masse atomique" la moyenne de la masse du proton et de la masse du neutron (ou masse du nucléon), je vois que la masse d'un atome de carbone, comportant 12 nucléons, est de 12 uma. La masse d'une mole de carbone est donc égale à 12 g = NA * (12 uma)

[invite81f83e7a]

Rebonjour,
Déjà merci a vous deux pour vos réponses et d'avoir pris le temps pour moi d'écrire ces longues réponses !

Donc si j'ai bien compris en fait le nombre d'avogadro c'est le nombre d'entité par mol. Cependant une mol peut peser différent poids selon les espèce ( c'est la masse molaire ).

Donc la prof dit : Na atomes de carbone pèsent Mc: 12g/mol on pourrait pas dire directement 12 g ?

Ensuite pouvait vous m'aider en comprendre l'exercice qu'elle m'a donné ?
Je suis arrivé a faire ca :

M= A u.m.a
M'= mNa g/mol

Je vois pas pourquoi M et M' devraient avoir la meme application numerique puisque M est un poids et M' est un poids/mol !

Merci a vous deux vraiment beaucoup !

[A voir en vidéo sur Futura]

[moco]

Une mole, c'est une grandeur de la même nature que une douzaine, ou une centaine ! Une douzaine d'oeufs, une douzaine de bouteilles de vin ou une douzaine de mouchoirs n'ont pas le même poids.
C'est pareil : une mole de sodium pèse 23 g. Une mole d'oxygène pèse 16 grammes.
Il faut noter qu'on abrège quand on parle de mole. On ne dit jamais deux moles d'atomes de sodium, mais deux mole de sodium. On ne dit jamais 55 moles de molécules d'eau, mais 55 moles d'eau. OK ?
M est un poids par atome. M' est un poids par mole d'atomes.

[inviteccfb3d4d]

Sur votre première question, la réponse est oui : il est tout à fait correct de dire que Na atomes de C pèsent 12 g. On peut aussi dire que la masse molaire du carbone est 12 g/mol.

Sur la deuxième : je pense que Moco et moi en avons dit assez pour que vous puissiez répondre par vous même (relisez e particulier le début du premier message de Moco, la fin du mien, tout y est.... )

[ArtAttack]

Il me parait utile de rappeler que le C¹² a une masse molaire arbitraire et strictement exacte de 12,0000000000000... g/mol.
Je n'ai lu qu'en diagonale, donc si cela a été dit, pardonnez-moi.

[invite81f83e7a]

Alors,

M= A(nombre de masse ) u.m.a
M'= Na x Au.m.a g/mol

non ? Je sais pas pourquoi je bloque la dessus ca semble si simple ! J'ai vraiment l'impression d'etre debile ^^ !

[moco]

Pour l'atome de carbone C-12 : M = 12 uma
Pour le carbone C-12 : M' = 12 · 6 · 10²³ uma = 12 g