Masse molaire

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La masse molaire est la masse d'une mole d'une substance (un corps simple, un composé chimique). Elle s'exprime en grammes par mole (g·mol−1 ou g/mol).

Si on note :

  • m : la masse de la substance en grammes (symbole : « g », selon le SI),
  • n : la quantité de matière de la substance en moles (symbole : « mol », selon le SI),
  • M : la masse molaire de la substance en grammes par mole (symbole : « g/mol » ou « g·mol−1 », selon le SI),

on obtient les relations équivalentes :

M = \frac{m}{n}

et

n = \frac{m}{M}

et

 n \times M = m

Détermination des masses molaires[modifier | modifier le code]

Cas des corps simples[modifier | modifier le code]

Pour chaque élément chimique, la masse d'une mole d'atomes se trouve dans le tableau périodique des éléments. Il s'agit en fait de la masse molaire moyenne pour tous les isotopes d'un élément donné, selon la proportion de chaque isotope. La valeur de la masse molaire correspond également au nombre moyen de nucléons par atome de l'élément, à laquelle il faut soustraire l'énergie de liaison des nucléons à l'intérieur du noyau.

Exemple : une mole d'atomes de chlore 35Cl a une masse de 35 g. Une mole d'atomes de chlore 37Cl a une masse de 37 g desquelles il faut soustraire la masse correspondant à l'énergie de liaison des nucléons. L'élément chlore existe à l'état naturel avec les proportions 75,77 %/24,23 % en 35Cl/37Cl. Sa masse molaire vaut donc 35,5 g⋅mol-1 :

\frac{75,77 \times 35 + 24,23 \times 37}{100} = 35,48

à laquelle on doit soustraire une masse de 0,032 g correspondant à l'énergie de liaison pour retrouver la masse (35,453) donnée dans le tableau de l'élément. La masse molaire d'un corps simple est simplement le produit du nombre d'atomes dans les molécules de ce corps par la masse molaire élémentaire. Exemple : le dioxygène O2 a une masse molaire de 31,9988 g⋅mol-1, ce qui est la masse de l'oxygène multipliée par deux.

Cas des corps composés[modifier | modifier le code]

Composés moléculaires[modifier | modifier le code]

La masse molaire d'un composé moléculaire se calcule en additionnant les masses molaires de tous les éléments qui constituent ses molécules partie en les multipliant par les coefficients de la formule brute de ce composé, auxquelles il faut retirer l'énergie des liaisons interatomiques.

Exemples 
On lit dans le tableau périodique des éléments :
  • MH = 1,0 g.mol−1 ;
  • MC = 12,0 g.mol−1 ;
  • MO = 16,0 g.mol−1.
L'eau a pour formule brute H2O, soit
Meau = 2⋅MH + MO = 2×1 + 16 = 18 g.mol-1.
Le glucose a pour formule (C6H12O6), on trouve d'après les informations ci-dessous :
Mglucose = 6×MC + 12×MH + 6×MO = 6×12,0 + 12×1,0 + 6×16,0 = 180,0 g⋅mol−1.

La masse molaire est numériquement identique à la valeur moyenne de la masse moléculaire qui est la masse d'une seule molécule et est exprimée en unité atomique (u).

Solides ioniques[modifier | modifier le code]

Comme pour les composés moléculaires, il faut d'abord connaître la formule brute du solide ionique. À nouveau, on additionne toutes les masses molaires pour tous les éléments du solide en tenant compte des proportions de chaque élément, et en ajoutant les molécules d'eau dans le cas des solides hydratés.

Exemple
sulfate de cuivre(II) pentahydraté CuSO4,5H2O :
M = M(Cu) + M(S) + 4 M(O) + 5 x[2 M(H) + M(O)] = 63,5 + 32,1 + 4 x 16 + 5 (2 + 16) = 249,6 g⋅mol-1

Articles connexes[modifier | modifier le code]