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Vidéo de question : Masse formulaire et notion de mole : calcul de la masse molaire Chimie

Laquelle de ces substances a la masse molaire la plus élevée ? [A] L’anesthésique halothane, C₂HBrClF₃ [B] L’herbicide paraquat, C₁₂H₁₄N₂Cl₂ [C] La caféine, C₈H₁₀N₄O₂ [D] L’urée, CO(NH₂)₂ [E] Un savon classique, C₁₇H₃₅CO₂Na.

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Transcription de vidéo

Laquelle de ces substances a la masse molaire la plus élevée ? A) L’anesthésique halothane, C₂HBrClF₃. B) L’herbicide paraquat, C₁₂H₁₄N₂Cl₂. C) La caféine, C₈H₁₀N₄O₂. D) L’urée, CONH₂₂. Ou E) Un savon classique, C₁₇H₃₅CO₂Na.

La première chose que nous devons nous rappeler est la définition de la masse molaire. La masse molaire est mesurée en grammes par mole. La masse molaire est la masse en grammes par mole, soit la masse de 6,022 fois 10 puissance 23 entités. 6,022 fois 10 puissance 23 est le nombre d’Avogadro. Le nombre d’Avogadro est égal au nombre d’atomes de carbone 12 dans 12 grammes de carbone 12. Ce sont des atomes avec six protons et six neutrons. Notre travail consiste à examiner chaque substance, à déterminer sa masse molaire, puis à trouver celle qui a la plus grande masse molaire. On nous a donné la formule moléculaire de chaque substance.

La formule moléculaire d’une substance nous indique combien d’atomes de chaque élément sont présents dans une seule molécule de cette substance. Pour calculer la masse molaire de chaque molécule, nous prenons les masses atomiques de chaque élément de cette molécule en unités de masse atomique unifiées. Une unité de masse atomique unifiée est égale à un douzième de la masse d’un atome de carbone 12. Les masses atomiques des éléments peuvent être trouvées dans le tableau périodique. Nous pouvons ensuite prendre ces masses atomiques et les combiner pour former la masse moléculaire en unités de masse atomique unifiées, puis convertir celle-ci en masse molaire en grammes par mole.

Nous utiliserons la relation selon laquelle une mole d’unités de masse atomique unifiées équivaut à un gramme. Vous avez peut-être vu l’unité uma au lieu de u. u est le symbole d’une unité de masse atomique unifiée qui est définie comme un douzième de la masse d’un atome de carbone 12. Eh bien, uma signifie unité de masse atomique qui est définie comme un seizième de la masse d’un atome d’oxygène 16. Cependant, uma est parfois mal utilisé à la place de u, car bien qu’elles soient définies différemment, leurs valeurs sont très, très similaires.

Donc, pour cette question, je vais utiliser l’unité u. Donc, maintenant, prenons le tableau périodique pour rechercher les masses atomiques de tous les éléments des molécules de la question. Nous pourrions faire cela séparément, molécule par molécule. Mais il est beaucoup plus simple de faire un tableau qu’on peut réutiliser pour chaque molécule. Voici les masses atomiques de tous les éléments inclus dans la question. J’ai obtenu chacun de ces nombres en cherchant dans mon tableau périodique, en regardant l’élément et en prenant le nombre en bas. Ce nombre représente la masse atomique de l’élément en unités de masse atomique unifiées. Prenez un moment pour vérifier que tous les éléments de la question sont bien dans le tableau.

L’étape suivante, c’est de regarder le nombre d’atomes de chaque élément présent dans notre premier candidat, l’anesthésique halothane. Nous pouvons maintenant commencer à remplir cette ligne du tableau. Dans une molécule d’halothane, il y a deux atomes de carbone, un atome d’hydrogène, un atome de brome, un atome de chlore et trois atomes de fluor. Dans la ligne suivante, je vais prendre la masse atomique de chaque élément et la multiplier par le nombre d’atomes de cet élément dans la molécule.

Nous avons un atome d’hydrogène dans une molécule d’halothane. Il contribue donc de 1,008 unité de masse atomique unifiée dans la masse de la molécule. Deux atomes de carbone contribuent de 24,022 u. Trois atomes de fluor ont une masse combinée de 56,994 u. Un atome de chlore a une masse de 35,45 u. Et, enfin, un atome de brome a une masse de 79,904 u. La masse moléculaire de l’halothane est égale à la somme des masses atomiques des atomes dans l’halothane. 1,008 plus 24,022 plus 56,994 plus 35,45 plus 79,904 est égal à 197,378 u.

L’étape suivante consiste à convertir la masse moléculaire, en unités de masse atomique unifiées, en masse molaire en grammes par mole. Comme je l’ai déjà mentionné, une mole de 6,022 fois 10 puissance 23 unités de masse atomique unifiées est égale à un gramme. Par conséquent, une unité de masse atomique unifiée correspond à un gramme par mole. C’est parce qu’une mole correspond à 6,022 fois 10 puissance 23 entités. Par conséquent, la masse molaire de l’halothane est de 197,378 grammes par mole. Notons cette valeur à côté de l’halothane. Maintenant, nous pouvons vider le tableau et le réutiliser pour les quatre autres options. Ici, il est réutilisé pour une molécule de paraquat, 12 atomes de carbone, 14 atomes d’hydrogène, deux atomes d’azote et trois atomes de chlore.

Et voici ce que nous obtenons pour chaque élément lorsque nous multiplions le nombre d’atomes de chaque élément par la masse atomique de l’élément. La somme de ces valeurs nous donne une masse moléculaire pour le paraquat de 257,158 unités de masse atomique unifiées et donc une masse molaire de 257,158 grammes par mole. Là aussi, nous pouvons mettre cette valeur de côté et réutiliser le tableau. Une molécule de notre célèbre caféine a huit atomes de carbone, 10 atomes d’hydrogène, quatre atomes d’azote et deux atomes d’oxygène. À partir de ces valeurs, on obtient les masses provenant de chaque élément, ce qui nous donne au final une masse molaire de 194,194 grammes par mole.

Une molécule d’urée a un atome de carbone, un atome d’oxygène, et, attention à bien compter le NH₂ deux fois, deux atomes d’azote et quatre atomes d’hydrogène. Voici ce que nous obtenons après les calculs. Nous trouvons une masse molaire de 60,056 grammes par mole.

Et enfin, nous arrivons au savon classique. Une molécule de ce savon ne contient pas 17 atomes de carbone mais 18. N’oubliez pas de compter ce carbone supplémentaire, ainsi que 35 atomes d’hydrogène, deux atomes d’oxygène et un atome de sodium. On obtient ici une masse molaire de 306,466 grammes par mole. Donc, parmi les cinq substances données, la substance ayant la masse molaire la plus élevée est donc le savon classique, C₁₇H₃₅CO₂Na. L’halothane, la caféine et l’urée ont tous beaucoup moins d’atomes que le paraquat ou le savon classique et auraient donc pu être éliminés très rapidement. Cependant, il est bon de s’exercer à une technique.

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