# La quantité de matière

En chimie, on différencie entre deux échelles fondamentales :

L’échelle macroscopique, c’est-à-dire l’échelle humaine où l’on manipule les produits chimiques,
L’échelle microscopique, où se trouvent les constituants de la matière qui participent aux réactions, et dont les caractéristiques (e.g. masse, volume, etc.) ne sont pas mesurables directement avec des instruments d’usage courant.

Nous avons donc besoin de pouvoir mesurer des quantités de matière avec une unité qui est adaptée à l’échelle macroscopique. Cette grandeur macroscopique s’appelle la Quantité de matière ((= amount of substance)), notée n, dont l’unité est la Mole.

# La Mole 💀

Les chouquettes sont chouettes.

Si l’on voulait acheter des chouquettes pour une fête, il est plus pratique de commander le nombre de douzaines (ou nombre de paquets) de chouquettes nécessaires, (au lieu d’un nombre exacte de chouquettes individuels). La douzaine (ou le paquet) est donc l’unité macroscopique des chouquettes.

En transposant cette analogie aux atomes et molécules (et toute autre entité chimiques), alors, au lieu d’indiquer les millions de milliards de particules nécessaires pour une réaction chimique, il est plus pratique d’introduire un « paquet » de particules, c’est-à-dire une unité bien adaptée à l’échelle macroscopique.

Définition : La Mole

La mole est l’unité de Quantité de Matière.
On utilise la mole pour indiquer le nombre d’atomes, de molécules, ou d’ions dans un échantillon de matière (en gros, le nombre total de particules microscopiques dans l’échantillon). Par exemple, on peut dire : 3 moles de cuivre, ou 0,75 moles de , ou 10^{-7} moles de
La mole notée n, et le symbole de cette unité est mol (i.e. [n]=mol.)
Une mole est la quantité de matière d’un système contenant autant d’entités élémentaires qu’il y a dans 12 \; g de Carbone-12. Ce nombre est donné par la Constante d’Avogadro N_\mathcal{A}=6,023\cdot 10^{23} .

Le nombre d’entités élémentaires N dans un échantillon de n moles est donné par la formule :

N = n\cdot N_\mathcal{A}\quad \text{où } \quad
        \begin{cases}
        N \longrightarrow\text{nombre d'entité dans l'échantillons \quad (sans unité)} \\
        n \longrightarrow\text{quantité de matière} \quad (mol)\\
        N_\mathcal{A} \longrightarrow\text{constante d'Avogardo} \quad (mol^{-1})
        \end{cases}

Quelle est donc la morale de cette histoire?

Une douzaine est un paquet de douze, tandis qu’une mole est un paquet de N_\mathcal{A}=6,023\cdot 10^{23}.

Exemple:

1 \; mole de Fer contient 6,023\cdot 10^{23} atomes de fer
1 \; mole d’eau contient 6,023\cdot 10^{23} molécules d’eau.
3,3 \; mole de (ion de sodium), contient : N=n\cdot N_\mathcal{A}=(3,3)(6,023\cdot 10^{23}) = 2,0\cdot 10^{24} \quad \text{ions de sodium}

\triangleright Combien de moles constituent 10^{20} molécules de HC\ell? Donner la réponse en mol ainsi qu’en mmol.