Calcul de la quantité de matière et de la masse

Calcul de la quantité de matière et de la masse

Comprendre le Calcul de la quantité de matière et de la masse

Vous travaillez dans un laboratoire et on vous a donné un échantillon d’hydroxyde de sodium (NaOH), un composé fréquemment utilisé dans la fabrication de savons et de détergents.

Vous devez préparer une solution pour une expérience, mais avant cela, il est nécessaire de déterminer certaines quantités chimiques.

Données :

  • Masse de l’échantillon de NaOH : 12,0 g
  • Masse molaire des éléments :
    • Na : 22,99 g/mol
    • O : 16,00 g/mol
    • H : 1,01 g/mol

Questions :

1. Calculez la masse molaire de l’hydroxyde de sodium (NaOH).

2. Déterminez la quantité de matière (en moles) de NaOH dans l’échantillon.

3. Supposons que vous deviez préparer 500 mL d’une solution aqueuse de NaOH, où la concentration finale doit être de 0,1 M (mol/L). Quelle masse de NaOH devez-vous dissoudre pour atteindre cette concentration ?

Correction : Calcul de la quantité de matière et de la masse

1. Calcul de la masse molaire de l’hydroxyde de sodium (NaOH)

Pour trouver la masse molaire de NaOH, nous additionnons les masses molaires des atomes qui le composent :

  • \( \text{Na : } 22,99 \, \text{g/mol} \)
  • \( \text{O : } 16,00 \, \text{g/mol} \)
  • \( \text{H : } 1,01 \, \text{g/mol} \)

Masse molaire de NaOH :

\[ = 22,99 \, \text{g/mol} + 16,00 \, \text{g/mol} + 1,01 \, \text{g/mol} \] \[ = 40,00 \, \text{g/mol} \]

2. Détermination de la quantité de matière de NaOH dans l’échantillon

Avec une masse donnée de NaOH de 12,0 g, nous utilisons la relation entre la masse, la masse molaire, et le nombre de moles :

Nombre de moles de NaOH:

\[ = \frac{\text{Masse de NaOH}}{\text{Masse molaire de NaOH}} \] \[ = \frac{12,0 \, \text{g}}{40,00 \, \text{g/mol}} \] \[ = 0,300 \, \text{moles} \]

3. Préparation de la solution de NaOH

Pour préparer 500 mL d’une solution à 0,1 M, nous calculons d’abord la masse de NaOH nécessaire :

  • Conversion du volume de la solution en litres (car la concentration est exprimée en mol/L) :

\[ 500 \, \text{mL} = 0,500 \, \text{L} \]

  • Utilisation de la formule de la masse nécessaire en se basant sur la concentration et le volume :

Masse nécessaire de NaOH:

\[ = \text{Volume de la solution} \times \text{Concentration} \times \text{Masse molaire de NaOH} \] \[ = 0,500 \, \text{L} \times 0,1 \, \text{mol/L} \times 40,00 \, \text{g/mol} \] \[ = 2,00 \, \text{g} \]

En résumé, pour votre expérience, vous aurez besoin de dissoudre 2,00 g de NaOH dans 500 mL d’eau pour obtenir une solution de concentration 0,1 M.

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