Quantité de matière et nombre d'Avogadro

L'étude de systèmes physico-chimiques nécessite parfois de connaître le nombre d'atomes, d'ions ou de molécules du système.

Comment dénombrer simplement un grand nombre d'entités ?

Lorsqu'ils étudient la matière, les chimistes manipulent des quantités très grandes d'entités chimiques puisque dans le moindre échantillon le nombre d'entités est considérable. Pour donner un ordre de grandeur, une simple goutte d'eau contient mille milliards de milliards de molécules !

Pour manipuler de telles valeurs, des boîtes virtuelles appelées moles ont été créées par souci de commodité. Chacune de ces moles (symbole : mol) contient un nombre bien déterminé d'entités chimiques. Ce nombre vaut : N_{\mathrm{A}}= 6\text{,}022\times 10^{23} mol^-1.

Cette valeur numérique accompagnée de son unité s'appelle aussi nombre d'Avogadro, en hommage au chimiste italien du même nom.

Masse des entités chimiques correspondantes :

• Le fer : \text{Fe}\:(m_{fer}= 9\text{,}33 \times 10^{-26} kg) ;
• Le sel : \text{NaCl}\:(m_{\text{sel}} = 9\text{,}70 \times 10^{-26} kg) ;
• Le saccharose : \mathrm{C}_{12} \mathrm{H}_{22} \mathrm{O}_{11}\:(m_{sacch} = 5\text{,}68 \times 10^{-25} kg).

6. Doc. 2 et 3 En déduire l'expression de la masse M d'une mole de cet élément en fonction de la masse m d'une entité de cet élément.

En quoi la quantité de matière exprimée en mole s'avère être une notion utile pour le chimiste ?