Calcul de masse molaire
Pour quantifier la matière, le chimiste utilise une unité spécifique : la mole. Elle permet de calculer la masse molaire d’une entité - comme un atome, une molécule ou ion -, qui par définition, correspond à la masse d’une mole de cette entité. Cette opération est souvent utilisée en chimie. Elle se note M est s’exprime en g/mol. Pour un atome, on parlera de masse moléculaire atomique. Ils en ont tous une différente, qui sont répertoriées dans la classification périodique des éléments. Il s’agit d’un nombre à virgule.
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Formule de la masse molaire
Une molécule est un assemblage de plusieurs atomes. De ce fait, la masse molaire d'une molécule est la somme des masses molaires des atomes qui la composent. La formule de la masse molaire est :
M = m1 + m2 + ... + mn
M représente la masse molaire de la molécule, et m1, m2, ..., mn représentent les masses molaires des atomes qui la composent.
Prenons l’exemple de la molécule de l’eau :
Sa formule brute se note H₂O.
Ainsi, on peut en conclure qu’elle se compose de 2 atomes H - Hydrogène - et d’1 atome O - Oxygène.
Sa masse molaire est donc la suivante : M🇭₂o = 2 x M🇭 + Mo.
On retrouve ensuite les valeurs correspondantes dans la classification périodique pour effectuer le calcul.
Sachant que l’Hydrogène = 1,01 et l’Oxygène = 16,0, alors la masse molaire de l’eau est de : M🇭₂o = 2 x 1,0 + 16,0 = 18,01 g.mol.
Méthode de calcul de la masse molaire
Pour le calcul de la masse molaire d’une molécule, vous devez suivre plusieurs étapes :
- Déterminer la formule brute de la molécule : par exemple H₂O pour l’eau.
- Déterminer la masse atomique de chaque élément présent dans la formule brute : par exemple 1,01 g/mol pour l’hydrogène et 16,0 g/mol pour l’oxygène.
- Multiplier la masse atomique de chaque élément par son coefficient stœchiométrique dans la formule brute : par exemple 2 x 1,01 g/mol pour l’hydrogène et 1 x 16,0 g/mol pour l’oxygène pour la formule H₂O.
- Effectuer la somme des produits obtenus pour chaque élément : 2,02 + 16,0 pour l’eau.
- Obtenir ainsi la masse molaire de la molécule : la masse molaire de la molécule de l'eau est de 18,01 g/mol.
Exemple de calcul de la masse molaire
Pour vous permettre d’y voir plus clair et savoir comment calculer la masse molaire d’une molécule, nous vous avoir préparé plusieurs exemples de calculs de la masse molaire :
Exemple 1
Prenons la molécule de glucose, dont la formule brute est C6H12O6. Les masses atomiques de chaque élément sont respectivement de 12,01 g/mol pour le carbone (C), 1,01 g/mol pour l'hydrogène (H) et 16,00 g/mol pour l'oxygène (O).
En appliquant la méthode de calcul, on a :
- 6x(12,01 g/mol) = 72,06 g/mol pour le carbone
- 12x(1,01 g/mol) = 12,12 g/mol pour l'hydrogène
- 6x(16,00 g/mol) = 96,0 g/mol pour l'oxygène
La somme des produits donne : 72,06 + 12,12 + 96,00 = 180,18 g/mol pour la masse molaire du glucose.
Exemple 2
Prenons la molécule de l’acide sulfurique, dont la formule brute est H2SO4. Les masses atomiques de chaque élément sont : 1,01 g/mol pour l’hydrogène (H), 32,1 g/mol pour le soufre (S) et 16,0 g/mol pour l’oxygène (O).
Le calcul de la masse molaire de l’acide sulfurique est donc :
- 2 x (1,01 g/mol) = 2,02 g/mol pour l’hydrogène
- 1 x (32,1 g/mol) = 32,1 g/mol pour le soufre
- 4 x (16,0 g/mol) = 64,0 g/mol pour l’oxygène
La somme des produits donne : 2,02 + 32,1 + 64,0 = 98,12 g/mol.
Exemple 3
Prenons la molécule du Paracétamol, dont la formule brute est C8H9NO2. Les masses atomiques de chaque élément sont : 12,01 g/mol pour le carbone (C), 1,01 g/mol pour l’hydrogène (H), 14,01 g/mol pour l’azote (N) et 16,00 g/mol pour l'oxygène (O).
Le calcul de la masse molaire du Paracétamol est donc :
- 8 x (12,01 g/mol) = 96,08 g/mol pour le carbone
- 9 x (1,01 g/mol) = 9,09 g/mol pour l’hydrogène
- 1 x (14,01 g/mol) = 14,01 g/mol pour l’azote
- 2 x (16,0 g/mol) = 64,0 g/mol pour l’oxygène
La somme des produits donne : 96,08 + 9,09 + 14,01 + 64,0 = 183,18 g/mol.