Relier masse, quantité de matière et nombre d'entités

Étape 1 : calculer la masse molaire nécessaire

Avant tout calcul, il faut établir la masse molaire M de l'espèce étudiée, en additionnant les masses molaires atomiques de tous les atomes de sa formule brute, chacune multipliée par son nombre d'occurrences.

Étape 2 : passer de la masse à la quantité de matière

La quantité de matière n d'un échantillon de masse m se calcule par n = m / M, en veillant à exprimer la masse en grammes et la masse molaire en g·mol^-1.

Étape 3 : passer de la quantité de matière au nombre d'entités

Le nombre d'entités N se calcule ensuite par N = n × N_A, avec N_A = 6,022 × 10²³ mol^-1. Il ne faut jamais appliquer cette relation directement à partir de la masse : la quantité de matière n est une étape de calcul obligatoire.

Étape 4 : rester attentif aux enchaînements de plusieurs entités

Lorsqu'une entité dissoute se sépare en plusieurs particules, comme un ion, il faut adapter le raisonnement à ce que la question demande réellement : quantité de matière du composé initial, ou quantité de matière de chacune des particules obtenues.

Méthode rédigée sur un exemple

Pour 8,80 g de dioxyde de carbone CO₂ (M = 44,0 g·mol^-1), on calcule d'abord n = m / M = 8,80 / 44,0 = 0,200 mol.

On en déduit ensuite le nombre de molécules : N = n × N_A = 0,200 × 6,022 × 10²³ = 1,20 × 10²³ molécules.

L'essentiel

Toujours calculer la masse molaire M avant de relier une masse à une quantité de matière.
n = m / M relie la masse à la quantité de matière ; N = n × N_A relie la quantité de matière au nombre d'entités.
Ne jamais appliquer N = n × N_A directement à partir d'une masse, sans être passé par le calcul de n.
Adapter le raisonnement lorsqu'une entité se dissocie en plusieurs particules distinctes.

La mole et la constante d'Avogadro