2 problèmes (liés) sur la mole

[Baylock]

Bonjour,

J'aimerais, si vous le voulez bien, avoir confirmation de la validité de mes calculs en ce qui concernent deux problèmes qui traitent sensiblement de la même chose.

Le premier problème est court:

Un berlin contient 100mL d'une solution de CH3COOH. Si on ajoute 100 mL d'eau distillée dans ce Berlin, la quantité de CH3COOH:
a) est doublée
b) est divisée par 2
c) est quadruplée
d) ne varie pas
e) il manque des données pour répondre à la question

J'ai répondu "e".
Je pars du principe que l'acide acétique va réagir avec l'eau distillée et que les infos données ne permettent pas de déterminer la quantité de molécules de CH3COOH au final dans la solution obtenue puisque cela dépend de plusieurs facteurs (quand est-ce qu'on prend la mesure, la température de la solution, etc..). En effet, on ne nous demande pas la quantité de matière (atomes ou nucléons) mais bien la quantité de molécules de cet acide après ajout d'eau distillée. Et, à mon sens, ce n'est pas possible sans complément d'info.
J'espère que c'est juste car c'est ce raisonnement qui est à la base de la résolution du problème suivant...

La question suivante:

"La notice d'une boite d'aspirine 500 indique q'un comprimé contient 500mg d'aspirine (C9H8O4).
Calculer la quantité de matière (en mol) présente dans 150mL d'une solution obtenue par dissolution d'un comprimé dans un verre d'eau".

Ce qui m'ennuie ici c'est qu'on ne dit pas en mol de quoi. De C9H8O4 ? D'atomes au total, qu'importe s'ils viennent de l'aspirine ou de l'eau ?
Car, puisqu'il y a dissolution, il y a réaction chimique et donc on ne peut, sans plus d'info (temps, température, etc..) préciser combien on a de molécules d'aspirine ou d'eau au final.
Donc je pars du principe que... et bien que rien. Je garde la même logique que pour l'exo précédent (en espérant que j'avais juste) et je me lance dans le calcul pour voir où ça me mène:

Les données que j'ai:

- On a 150mL de solution totale, soit 0,15L.
- On a 0.5g d'aspirine dissout dans cette solution.

Je cherche à connaitre la proportion de C9H8O4 et de H2O dans la solution:

- 1g de C9H8O4 correspond à 1mL de C9H8O4 (simple équivalence grammes/litres), donc 0,5g correspondent à 0,5mL de C9H8O4
- On a une solution totale de 150mL dont 0,5mL de C9H8O4. Donc, je suppose qu'on a alors 149,5mL d'eau.

Quantité de "matière" (exprimée en mol)

- 1 mol de C9H8O4 a une masse de 9x12g + 8x1g + 16x4g et donc de 180g
- Or on a 0.5g de C9H8O4 et donc on a 1/360 mol de C9H8O4, soit l'EQUIVALENT de 0,00277778 mol de C9H8O4 (en théorie puisqu'à ce stade, le C9H8O4 est en partie dissout)

- 1 mol d'H2O a une masse de 2x1g + 1x16g et donc de 18g
- Or on a 149,5mL d'H2O et donc 149,5g d'H2O (simple équivalence grammes/litres), soit l'EQUIVALENT de 8,30555556 mol d'H2O (même réserve ici que pour le C9H8O4).

Donc, ma réponse finale, avec ce qu'on sait, c'est de dire qu'il ya (en mol) une quantité de matière égale à 0,00277778 mol de C9H8O4 + 8,30555556 mol d'H2O, soit 8,30833334 mol de..."matière".

Oui mais de quelle matière puisque ces molécules ont réagi ? Dès lors que ces molécules sont partiellement dissoutes, la seule matière dont on pourrait parler, ce sont les atomes, et non plus les molécules d'origine.
Or je ne peux pas calculer le nombre d'atomes puisqu'on me demande cela en terme de mol et non en un facteur du nombre d'Avogadro.
Si je compte le nombre de mol de C, de H et de O, j'ai du mal à voir où ça me mène car on part de mol en terme de molécules et puis en terme d'atomes et ça devient confus pour moi à ce stade.

Est-ce que j'ai répondu totalement ou partiellement à la question ou suis-je carrément à côté de la plaque ?
J'en sais rien.

Merci pour votre aide !!
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[Baylock]

Pour compléter mon hypothèse, voici ce que j'aurais fait si cette matière correspond non pas aux molécules initiales mais aux atomes dans la solution:

Pour une mol de C9H8O4 on a:
- 9 mol de C
- 8 mol de H
- 4 mol de O

Et comme on a 0,00277778 mol de C9H8O4, on a donc:
- 0,02500002 mol de C
- 0,02222224 mol de H
- 0,01111112 mol de O

Pour une mol de H20 on a:
- 2 mol de H
- 1 mol de 0

Et comme on a 8,30555556 mol de H20, on a donc:
- 16,61111112 mol de H
- 8,30555556 mol de C

On a donc un total, tous atomes confondus de 0,02500002 + 0,02222224 + 0,01111112 + 16,61111112 + 8,30555556 = 24,97500006 mol de "matière" (atomes) au total

Ce serait ma seconde solution, si c'est le nombre d'atomes au final qu'on considère comme "matière" et non le nombre de molécules initiales.

Vous l'aurez compris, le fait que "mol" corresponde à une quantité de "matière" mais que cette "matière" puisse être des molécules, des atomes ou des particules fait que je m'y perds.

Je ne sais pas trop si je touche du doigt la solution ou si je m'égare totalement.

[EstelleM99]

Bonjour Baylock,
j'ai l'impression que tu te compliques beaucoup les choses
Le plus souvent quand on parle de moles, il s'agit de moles d'une molécule et pas de moles de C, de O... sauf si explicitement demandé

Question 1
il s'agit d'une dilution: on ajoute de l'eau à de l'acide acétique, la concentration de l'acide va évoluer mais le nombre de moles d'acide acétique reste le même. (loi de conservation de la quantité de matière)

Question 2
On sous-entend le nombre de moles de C9H8O4. Ici, l'eau sert de solvant, ce n'est pas sur elle qu'on se focalise. On dissout le comprimé, et avec les infos de ton énoncé, je ne dirais pas vraiment qu'il y a une "réaction chimique" dans le sens où la molécule est solvatée et pas transformée avec formation de sous-produits.
Après on a n_C9H8O4 (mol)=m_C9H8O4 (g)/M_C9H8O4 (g/mol) pour avoir la quantité de matière dissoute.

(en vrai, le comprimé va dégazer car il y a aussi de l'hydrogénocarbonate de sodium NaHCO3, mais on ne t'en parle pas dans l'énoncé donc tu n'es pas censé le savoir...)

[Baylock]

Merci EstelleM99.

Donc, pour être sur qu'on soit d'accord, la réponse du 1er serait "ne varie pas" et celle du second, je m'en tiens au calcul intermédiaire de la quantité d'aspirine, soit 0,00277778 mol de C9H8O4 dans la solution ?
J'oublie tout le reste ?
C'est le mot "matière" que je trouve horriblement arbitraire dès lors que l'unité (mol) est permissive.
Je me complique les choses parce que c'est un travail de vacances qui détermine la réussite ou l'échec de l'année
Faut pas que je foire le coup donc en ne prenant pas tout en compte (ce qui me fait effectivement analyser la moindre tournure de phrase car l'enjeu est gros)

[A voir en vidéo sur Futura]

[Kemiste]

Bonjour.

Je pars du principe que l'acide acétique va réagir avec l'eau distillée et que les infos données ne permettent pas de déterminer la quantité de molécules de CH3COOH au final dans la solution obtenue puisque cela dépend de plusieurs facteurs (quand est-ce qu'on prend la mesure, la température de la solution, etc..). En effet, on ne nous demande pas la quantité de matière (atomes ou nucléons) mais bien la quantité de molécules de cet acide après ajout d'eau distillée. Et, à mon sens, ce n'est pas possible sans complément d'info.
J'espère que c'est juste car c'est ce raisonnement qui est à la base de la résolution du problème suivant...

La quantité de molécules et la quantité de matière, c'est la même chose. Une quantité de matière n'est pas limitée aux atomes ou nucléons. Une quantité de matière c'est un paquet de "choses", en général molécules, ions...

La question suivante:

"La notice d'une boite d'aspirine 500 indique q'un comprimé contient 500mg d'aspirine (C9H8O4).
Calculer la quantité de matière (en mol) présente dans 150mL d'une solution obtenue par dissolution d'un comprimé dans un verre d'eau".

Ce qui m'ennuie ici c'est qu'on ne dit pas en mol de quoi. De C9H8O4 ? D'atomes au total, qu'importe s'ils viennent de l'aspirine ou de l'eau ?
Car, puisqu'il y a dissolution, il y a réaction chimique et donc on ne peut, sans plus d'info (temps, température, etc..) préciser combien on a de molécules d'aspirine ou d'eau au final.
Donc je pars du principe que... et bien que rien. Je garde la même logique que pour l'exo précédent (en espérant que j'avais juste) et je me lance dans le calcul pour voir où ça me mène:

Quand on parle de quantité de matière, c'est de l'espèce d'intérêt, donc ici d'aspirine.

- 1g de C9H8O4 correspond à 1mL de C9H8O4 (simple équivalence grammes/litres), donc 0,5g correspondent à 0,5mL de C9H8O4
- On a une solution totale de 150mL dont 0,5mL de C9H8O4. Donc, je suppose qu'on a alors 149,5mL d'eau.

"L'équivalence grammes/litres" que tu évoques n'existe pas. On ne peut passer de l'un à l'autre que via la densité (ou la masse volumique). De plus, l'aspirine est un solide, il n'y a pas de raison de parler de volume ici.

Oui mais de quelle matière puisque ces molécules ont réagi ? Dès lors que ces molécules sont partiellement dissoutes, la seule matière dont on pourrait parler, ce sont les atomes, et non plus les molécules d'origine.
Or je ne peux pas calculer le nombre d'atomes puisqu'on me demande cela en terme de mol et non en un facteur du nombre d'Avogadro.
Si je compte le nombre de mol de C, de H et de O, j'ai du mal à voir où ça me mène car on part de mol en terme de molécules et puis en terme d'atomes et ça devient confus pour moi à ce stade.

Une dissolution n'est pas une réaction chimique. Rien ne change dans la structure. Il s'agit juste de la molécule qui est dispersée dans le solvant.

C'est le mot "matière" que je trouve horriblement arbitraire dès lors que l'unité (mol) est permissive.
Je me complique les choses parce que c'est un travail de vacances qui détermine la réussite ou l'échec de l'année
Faut pas que je foire le coup donc en ne prenant pas tout en compte (ce qui me fait effectivement analyser la moindre tournure de phrase car l'enjeu est gros)

Je confirme que tu te compliques énormément les choses. En analysant comme tu le fais, tu pars dans la mauvaise direction alors que ces questions peuvent ne résoudre très rapidement. Je te conseille dans un premier temps de revoir la notion de quantité de matière car tu ne sembles pas bien la maîtriser. Dans un second temps tu pourras essayer de résoudre ce type de problèmes.