Mole (unité)
La mole est l'unité de mesure SI utilisée pour mesurer le nombre de choses, généralement des atomes ou des molécules. Une mole de quelque chose est égale à 6,02214078×1023 des mêmes choses (nombre d'Avogadro). Par exemple, une mole de raisin est égale à 6,02214078×1023 de raisins.
La mesure du nombre d'Avogadro a été affinée en 2019 à 6,02214078×1023.
Les scientifiques utilisent ce chiffre parce qu'il s'agit du nombre d'atomes de carbone dans 12 grammes de carbone-12, qui est le type de carbone le plus courant. Tout peut être mesuré en taupes, mais ce n'est pas pratique pour la plupart des tâches car la valeur est si massive. Par exemple, une mole de pamplemousse serait aussi grande que la terre.
Le nombre ne se prête pas à une expression facile en mots. Le nombre "occasionnel" le plus proche est un million-million-million-million-million, soit 1024.
Comme les différentes molécules et les différents atomes n'ont pas la même masse, une mole d'une chose ne pèse pas la même chose qu'une mole d'une autre. La masse des atomes et des molécules est mesurée en amu. Une amu est égale à un gramme par mole. Cela signifie que si un atome a une masse d'un amu, une mole de cet atome pèse un gramme.
Les mathématiques avec la taupe
Moles = masse (g) / masse relative (grammes par mole)
Exemple : Combien de moles y a-t-il dans 20 grammes d'hydrogène ?
Une valeur de 1 peut être utilisée pour la masse relative de l'hydrogène, bien que la valeur correcte soit légèrement supérieure. Donc : moles = masse/masse relative = 20/1 = 20 moles.
Moles = concentration (mol/dm3) x volume (dm3)
Exemple : Combien de taupes y a-t-il dans 100 cm3 de H2SO4 0,1 M ?
1 dm3 équivaut à 1000 cm3, il faut donc diviser la valeur en centimètres cubes par 1000. 100/1000 x 0,1 = 0,01 moles.
Une molécule de méthane est composée d'un atome de carbone et de quatre atomes d'hydrogène. Le carbone a une masse de 12,011 u et l'hydrogène a une masse de 1,008 u. Cela signifie que la masse d'une molécule de méthane est de 12,011 u + (4 × 1,008u), ou 16,043 u. Cela signifie qu'une mole de méthane a une masse de 16,043 grammes.
Une taupe peut être considérée comme deux sacs de balles de tailles différentes. Un sac contient 3 balles de tennis et l'autre 3 ballons de football. Les deux sacs contiennent le même nombre de balles, mais la masse des ballons de football est beaucoup plus importante. C'est une façon différente de mesurer les choses. Les taupes mesurent le nombre de particules, pas la masse. Les deux sacs contiennent donc trois taupes.
Une taupe est simplement une unité du nombre de choses. Parmi les autres unités courantes, on trouve une douzaine, c'est-à-dire 12, et un score, c'est-à-dire 20. De même, une taupe fait référence à une quantité spécifique - sa caractéristique distinctive est que son nombre est bien plus grand que les autres unités communes. De telles unités sont généralement inventées lorsque les unités existantes ne peuvent pas décrire quelque chose assez facilement. Les réactions chimiques ont généralement lieu entre des molécules de poids différents, ce qui signifie que les mesures de masse (telles que les grammes) peuvent être trompeuses lorsqu'on compare les réactions de molécules individuelles. D'autre part, l'utilisation du nombre absolu d'atomes/molécules/ions serait également déroutante, car les nombres massifs en jeu rendraient trop facile l'erreur d'une valeur ou la perte d'un chiffre. Ainsi, le fait de travailler en taupes permet aux scientifiques de se référer à une quantité spécifique de molécules ou d'atomes sans avoir recours à des nombres excessivement élevés.
Unités connexes
Les unités SI pour la concentration molaire sont les mol/m3. Cependant, la plupart des écritures chimiques utilisent mol/dm3, ou mol dm-3, qui est la même chose que mol/L. Ces unités sont souvent écrites avec une lettre majuscule M (prononcée "molaire"), parfois précédée d'un préfixe SI, par exemple, millimoles par litre (mmol/L) ou millimolaire (mM), micromoles/litre (µmol/L) ou micromolaire (µM), ou nanomoles/L (nmol/L) ou nanomolaire (nM).
Le rendement absolu d'une réaction chimique exprimé principalement en taupes (appelé "rendement molaire").
Questions et réponses
Q : Quelle est l'unité SI utilisée pour mesurer les molécules et les atomes ?
R : L'unité SI utilisée pour mesurer les molécules et les atomes est la mole.
Q : Combien de molécules y a-t-il dans une mole ?
R : Une mole contient environ 600 septimillions de molécules.
Q : Pourquoi les scientifiques utilisent-ils ce numéro ?
R : Les scientifiques utilisent ce nombre car 1 gramme d'hydrogène équivaut à 1 mole d'atomes.
Q : Quelle est la valeur exacte d'une mole ?
R : La valeur exacte d'une mole est de 6,02214078×1023, du nom de son inventeur Avogadro.
Q : Est-il pratique de mesurer la plupart des fonctions en moles ?
R : Non, il n'est pas pratique de mesurer la plupart des tâches avec des moles car la valeur est tellement énorme qu'une mole de pamplemousse aurait la taille de la Terre.
Q : Comment mesure-t-on les différentes molécules et atomes ?
R : Les différentes molécules et atomes sont mesurés en amu (unités de masse atomique).
Q : Quel est le rapport entre l'amu et les grammes par mole ? R : Une ampoule équivaut à un gramme par mole, ce qui signifie que si la masse d'un atome est d'une ampoule, une mole de cet atome pèse un gramme.
