Calcul des moles : à partir des grammes, particules ou volume

La mole comme unité de comptage

La mole ne mesure ni une masse ni un volume : elle compte des particules, exactement comme une douzaine compte des objets. Une mole contient 6,02214076·10²³ entités, un nombre choisi pour que la masse en grammes d'une mole coïncide avec la masse atomique ou moléculaire en unités de masse atomique. C'est le pont entre la formule écrite sur le cahier et la substance posée sur la balance.

Toutes les conversions tournent autour de deux relations. La première, n = m/M, relie les moles à la masse par la masse molaire : diviser les grammes par les grammes par mole laisse les moles. La seconde, N = n·Nₐ, mène des moles au nombre de particules. Pour les gaz s'ajoute une troisième, V = n·22,414 L à 0 °C et 1 atm, valable pour n'importe quel gaz car le volume molaire ne dépend pas du type de molécule.

Dans une réaction chimique, les coefficients stœchiométriques sont des rapports entre moles, pas entre grammes. C'est pourquoi le calcul des moles est toujours la première étape d'un problème de stœchiométrie : on convertit les grammes en moles, on applique les rapports de la réaction équilibrée, et seulement à la fin on revient aux grammes du produit.

Erreurs fréquentes

Appliquer le volume molaire de 22,4 litres aux solides et aux liquides : il ne vaut que pour les gaz, et seulement dans les conditions de référence. Un litre d'eau n'est pas une fraction de mole calculable ainsi.
Utiliser la masse molaire de l'atome au lieu de celle de la molécule : le dioxygène est O₂ et a une masse molaire de 32 g/mol, pas 16.
Confondre les conditions de référence : les CNTP classiques des manuels sont 0 °C et 1 atm, avec un volume molaire de 22,414 L/mol. Avec la définition actuelle de l'IUPAC, 0 °C et 1 bar, le volume molaire est de 22,711 L/mol.

Questions fréquentes

Comment calculer les moles à partir des grammes ?

On divise la masse par la masse molaire : n = m/M. Vingt-cinq grammes de chlorure de sodium, dont la masse molaire est de 58,44 g/mol, correspondent à 0,428 mole.

Combien de particules dans une mole ?

6,02214076·10²³, le nombre d'Avogadro. Depuis 2019, c'est une valeur exacte par définition, et non plus une mesure expérimentale.

Quel volume occupe une mole de gaz ?

22,414 litres à 0 °C et 1 atmosphère, quel que soit le gaz. Cette valeur vaut pour un gaz parfait : les gaz réels s'en écartent peu dans ces conditions, beaucoup à haute pression.

Dois-je forcément connaître la masse molaire ?

Non : vous pouvez écrire la formule chimique et la calculatrice la déduit en additionnant les masses atomiques des éléments qui la composent.

Comment fonctionne ce calcul

Moles à partir de la masse : n = m/M, avec m en grammes et M en g/mol. Masse à partir des moles : m = n·M. Nombre de particules : N = n·Nₐ, avec Nₐ = 6,02214076·10²³ mol⁻¹ (valeur exacte par définition). Moles à partir des particules : n = N/Nₐ. Volume d'un gaz parfait aux CNTP (0 °C, 1 atm) : V = n·22,414 L ; avec la définition IUPAC actuelle, qui utilise 1 bar, le volume molaire est de 22,711 L/mol. La masse molaire d'un composé est la somme des masses atomiques des éléments multipliées par leurs indices respectifs.

Tableau périodique

Les 118 éléments avec recherche par nom, symbole ou numéro atomique, et la fiche complète de chacun.

Masse molaire

Masse molaire d'après la formule chimique avec composition centésimale.

Concentrations et dilutions

Molarité, molalité, pourcentages, ppm et dilution C₁V₁ = C₂V₂.

pH et pOH

pH, pOH et concentrations des ions H⁺ et OH⁻.