La
quantité de substance et ses unités de mesure.
Une troisième
définition du nombre d'Avogadro
par Cesare Curti
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Définition d’unité
naturelle de la quantité de substance Définition de mole Définition du nombre
d’Avogadro comme l'équivalent, en unités naturelles de quantité de substance,
de la mole |
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Symboles utilisés |
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Nombre d’Avogadro ……………………………………………. |
N |
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dalton
…………………………………………………………… kilodalton ………………………………………………………... |
u Ku |
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gramme ………………………………………………………….. kilogramme ……………………………………………………… |
g Kg |
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carbone 12 ………………………………………………………. mole ……………………………………………………………... kilomole …………………………………………………………. unité naturelle (ou
entité élémentaire) de quantité de substance ….. 1000 ee …………………………………………………………. |
12C mol Kmol ee Kee |
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Les substances,
au moins toutes ceux qui ont une composition chimique très définie et
constante, sont constituées d'un nombre grand, mais entier, d'atomes ou
d'agrégats d'atome, qui sont le propre de la substance même.
Ici quelques
exemples:
1)
une quantité indiquée d'hélium contient un nombre entier d’atomes de He et
peut seulement augmenter ou diminuer d'un nombre entier de He
2)
une quantité indiquée d’eau contient un nombre entier de molécules de H2O
et peut seulement changer d'un nombre entier de H2O
3)
une quantité indiquée de chlorure de sodium contient un nombre entier
d’agrégats NaCl et peut changer, sans modifier sa charge électrique, seulement
d'un nombre entier des ces mêmes agrégats
4)
une quantité indiquée de fluorure d’aluminium contient un nombre entier
d’agrégats AlF3 et peut changer, sans modifier sa charge électrique,
seulement d'un nombre entier des ces mêmes agrégats
Les atomes, les molécules ou
d'autres agrégats d’atomes ou d’ions, sont donc les « unités naturelles » ou « entités élémentaires » de la quantité de
substance. Une quantité indiquée de substance est constituée d'un nombre entier
de telles unités.
Sous multiples
de ces unités naturels n'existent pas, mais ils peuvent être définis leurs
multiples. Le multiple généralement utilisé
est la mole qui peut être définie de la façon suivante:
la mole est
la quantité de substance, qui contient un nombre d'unités naturelles (ou
entités élémentaires) égal au nombre
d'Avogadro. Le type d'unité naturel ou entité
élémentaire: atome, molécule, agrégat d’atomes ou d’ions, doit être indiquée.
La définition
précédente est essentiellement égale à celle-là du système International [1] qui place la mole entre les unités
fondamentales.
Le nombre d’Avogadro N, maintenant son caractère
de nombre pur, assume donc également le suivant signifié:
le nombre
d'Avogadro est l'équivalent, en unités naturelles de quantité de substance, de
la mole
Son inverse
1/N est l'équivalent, en mole, de l'unité naturelle de la quantité de substance
En s’en
souvenant des définitions de N données dans Deux
définitions équivalentes du nombre d'Avogadro. Une définition possible du
kilogramme nous pouvons écrire les
égalités suivantes :
N ee/mol = N Kee/Kmol = N u/g = N Ku/Kg
Questions et
réponses
Question:
calculer à combien d'unités naturelles correspondent vingt-cinq moles
Réponse: vingt-cinq moles correspondent à 25 mol N ee mol-1 = 25 6,022 1023 ee = 1,506 1025 ee
Question:
calculer à combien de moles correspondent un million d'unités naturelles
Réponse: un million d'unités naturelles correspondent
à 106 ee N-1 ee-1 mol = 106 6,022-1 10-23 mol =
1,661 10-18 mol
Question: calculer quelle est la quantité de substance
en moles de 1 atome de 12C
Réponse: la quantité de substance en moles d'un atome
de 12C est 1 ee N-1 ee-1 mol = 6,022-1 10-23 mol
= 1,661 10-24 mol
Bologna,
lunedì 26 marzo 2001