Conversion Quantité de Matière / Masse

La quantité de matière est une grandeur physique qui exprime le nombre d'entités élémentaires (atomes, molécules, ions...) contenues dans un échantillon.

Unité : mole (mol)

Symbole : n

La masse est une grandeur physique qui mesure la quantité de matière d'un corps.

Unité : gramme (g) ou kilogramme (kg)

Symbole : m

La masse molaire est la masse d'une mole d'une substance.

Unité : g·mol⁻¹

Symbole : M

Où :

• n est la quantité de matière en mol
• m est la masse en g
• M est la masse molaire en g·mol⁻¹

Permet de calculer la masse connaissant la quantité de matière et la masse molaire.

Permet de déterminer la masse molaire connaissant la masse et la quantité de matière.

• H : 1,0 g·mol⁻¹
• C : 12,0 g·mol⁻¹
• N : 14,0 g·mol⁻¹
• O : 16,0 g·mol⁻¹
• Fe : 55,8 g·mol⁻¹
• Cl : 35,5 g·mol⁻¹

Pour calculer la masse molaire d'une molécule, on additionne les masses molaires atomiques de tous les atomes présents :

Exemple : M(H₂O) = 2 × M(H) + M(O) = 2 × 1,0 + 16,0 = 18,0 g·mol⁻¹

Exemple : M(C₆H₁₂O₆) = 6 × M(C) + 12 × M(H) + 6 × M(O) = 6 × 12,0 + 12 × 1,0 + 6 × 16,0 = 180,0 g·mol⁻¹

Pour les composés ioniques, on calcule la masse molaire de l'unité formulée :

Exemple : M(NaCl) = M(Na) + M(Cl) = 23,0 + 35,5 = 58,5 g·mol⁻¹

Exemple : M(CaCO₃) = M(Ca) + M(C) + 3 × M(O) = 40,1 + 12,0 + 3 × 16,0 = 100,1 g·mol⁻¹

Calculer la quantité de matière correspondant à 36 g d'eau (H₂O).

M(H₂O) = 18,0 g·mol⁻¹

n = m/M = 36/18,0 = 2,0 mol

Donc 36 g d'eau correspondent à 2,0 mol d'eau.

Calculer la masse correspondant à 0,5 mol de glucose (C₆H₁₂O₆).

M(C₆H₁₂O₆) = 180,0 g·mol⁻¹

m = n × M = 0,5 × 180,0 = 90,0 g

Donc 0,5 mol de glucose pèsent 90,0 g.

Un échantillon de 11,7 g d'un composé contient 0,2 mol. Quelle est sa masse molaire ?

M = m/n = 11,7/0,2 = 58,5 g·mol⁻¹

La masse molaire du composé est de 58,5 g·mol⁻¹.

• 1 mol = 1000 mmol (millimole)
• 1 mmol = 0,001 mol
• 1 mol = 1000000 μmol (micromole)

• 1 kg = 1000 g
• 1 g = 1000 mg
• 1 mg = 1000 μg

Convertir 250 mg en g : 250 mg = 0,250 g

Convertir 2 mmol en mol : 2 mmol = 0,002 mol

Calculer la masse de 5 mmol d'eau : m = 0,005 × 18,0 = 0,090 g = 90 mg

M(CaCO₃) = M(Ca) + M(C) + 3 × M(O)

M(CaCO₃) = 40,1 + 12,0 + 3 × 16,0 = 40,1 + 12,0 + 48,0 = 100,1 g·mol⁻¹

n = m/M = 100/100,1 = 0,999 mol ≈ 1,0 mol

Donc 100 g de CaCO₃ correspondent à environ 1,0 mol.

M(NaCl) = M(Na) + M(Cl) = 23,0 + 35,5 = 58,5 g·mol⁻¹

m = n × M = 0,25 × 58,5 = 14,625 g ≈ 14,6 g

Donc 0,25 mol de NaCl pèsent environ 14,6 g.

M = m/n = 23,4/0,4 = 58,5 g·mol⁻¹

La masse molaire de la substance est de 58,5 g·mol⁻¹.

M(CuSO₄·5H₂O) = M(Cu) + M(S) + 4 × M(O) + 5 × [2 × M(H) + M(O)]

M(CuSO₄·5H₂O) = 63,5 + 32,1 + 4 × 16,0 + 5 × [2 × 1,0 + 16,0]

M(CuSO₄·5H₂O) = 63,5 + 32,1 + 64,0 + 5 × 18,0 = 63,5 + 32,1 + 64,0 + 90,0 = 249,6 g·mol⁻¹

500 mg = 0,5 g

n = m/M = 0,5/249,6 = 0,0020 mol

Donc 500 mg de CuSO₄·5H₂O correspondent à 0,0020 mol.

Les recettes de cuisine utilisent souvent des conversions quantité de matière/masse :

• Une cuillère à café de sel (environ 5 g) contient environ 0,085 mol de NaCl
• Un sachet de levure chimique (11 g) contient environ 0,092 mol de bicarbonate de sodium

Les médicaments sont dosés en quantité de matière pour une efficacité optimale :

• Un comprimé d'aspirine de 500 mg contient environ 0,0028 mol d'acide acétylsalicylique
• Les doses pédiatriques sont souvent exprimées en mmol/kg de poids corporel

Les analyses biologiques expriment souvent les concentrations en unités de quantité de matière :

• Glycémie normale : 3,9-5,6 mmol/L
• Cholestérol total : < 5,2 mmol/L
• Créatinine : 60-120 μmol/L

Erreur fréquente : confondre quantité de matière (n) et masse (m)

Attention : 1 mol d'eau ≠ 1 g d'eau

En réalité : 1 mol d'eau = 18 g d'eau

Assurez-vous toujours que vos unités sont cohérentes :

• Si vous utilisez des grammes pour la masse, utilisez des g·mol⁻¹ pour la masse molaire
• Si vous utilisez des kg pour la masse, convertissez en g avant le calcul
• La quantité de matière doit être en mol

• Toujours écrire les formules complètes avant de remplacer par les valeurs numériques
• Vérifier l'ordre de grandeur du résultat
• Exprimer le résultat avec le bon nombre de chiffres significatifs
• Ne jamais oublier les unités dans votre réponse finale

• n = m/M (quantité de matière en fonction de la masse et de la masse molaire)
• m = n × M (masse en fonction de la quantité de matière et de la masse molaire)
• M = m/n (masse molaire en fonction de la masse et de la quantité de matière)

• Quantité de matière : n (mol)
• Masse : m (g)
• Masse molaire : M (g·mol⁻¹)

• Pour un atome : lire la valeur dans le tableau périodique
• Pour une molécule : additionner les masses molaires de tous les atomes
• Pour un composé ionique : additionner les masses molaires des éléments constitutifs