Au programme de ce chapitre
- I. Un volume identique pour tous les gaz
- II. Calculer avec le volume molaire
- Savoir-faire
- Exercices types corrigés
- Teste-toi — vrai ou faux ?
- Pièges fréquents et astuces
- À retenir
La définition à retenir
Définition Le volume molaire d'un gaz, noté Vm, est le volume occupé par une mole de ce gaz. Il s'exprime en L/mol.
Loi d'Avogadro-Ampère : à la même température et à la même pression, des volumes égaux de gaz différents contiennent le même nombre de molécules. Donc Vm est le même pour tous les gaz dans les mêmes conditions.
Loi d'Avogadro-Ampère : à la même température et à la même pression, des volumes égaux de gaz différents contiennent le même nombre de molécules. Donc Vm est le même pour tous les gaz dans les mêmes conditions.
Un exemple corrigé
Exemple Quelle est la masse de 4,8 L de dioxyde de carbone à 20 °C ? n = 4,8 / 24,0 = 0,20 mol ; m = 0,20 × 44 = 8,8 g.
Lexique
- volume molaire (Vm)
- volume occupé par une mole de gaz
- conditions normales
- 0 °C et 1013 hPa, où Vm = 22,4 L/mol
- loi d'Avogadro-Ampère
- volumes égaux de gaz, mêmes conditions : même nombre de molécules
- hPa
- hectopascal, unité de pression (1013 hPa : pression atmosphérique normale)
Les erreurs fréquentes à éviter
Piège — appliquer V<sub>m</sub> à un liquide ou à un solide. Le volume molaire ne vaut que pour les gaz. Pour un liquide ou un solide, on passe de la masse au nombre de moles avec la masse molaire, jamais avec 22,4 ou 24,0 L/mol.
Piège — la mauvaise valeur de V<sub>m</sub>. Beaucoup d'élèves écrivent 22,4 partout. Relis la température dans l'énoncé : « température ambiante » ou « 20 °C » signifie 24,0 L/mol, « conditions normales » signifie 22,4 L/mol.
Attention Le volume molaire ne s'applique qu'aux gaz. Une mole d'eau liquide occupe seulement 18 mL, pas 22,4 L ! Vérifie aussi les conditions de température indiquées dans l'énoncé pour choisir la bonne valeur de Vm.
L'astuce du prof
Astuce. Avant de calculer, convertis le volume en litres : 1 m3 = 1000 L et 1 mL = 0,001 L. Un résultat qui change d'un facteur 1000 est presque toujours une erreur d'unité.
Exercices corrigés
Cherche d'abord seul, puis ouvre la correction.
Exercice 1 — Un gaz dans une pièce
Quel volume occupent 0,50 mol de gaz à 20 °C et 1013 hPa ?
Voir la correction
À 20 °C, Vm = 24,0 L/mol. Alors V = n × Vm = 0,50 × 24,0 = 12,0 L.
Exercice 2 — Un gaz dans les conditions normales
Un récipient contient 56 L de gaz à 0 °C et 1013 hPa. Quelle quantité de matière de gaz cela représente-t-il ?
Voir la correction
Conditions normales : Vm = 22,4 L/mol. On divise : n = 56 / 22,4 = 2,5 mol, quel que soit le gaz.