Description d'un système chimique et la réaction chimique

Flashcards de vocabulaire et définitions fondamentales du cours de chimie sur la description des systèmes chimiques, les calculs de moles et de concentrations, ainsi que la modélisation des réactions chimiques.

Mole

Unité de mesure de la quantité de matière $n$, correspondant à un paquet contenant $N_A = 6,02 \times 10^{23}$ entités chimiques (atomes, ions ou molécules).

Constante d'Avogadro ($N_A$)

Nombre d'entités chimiques contenues dans une mole de matière, égal à $6,02 \times 10^{23}\text{ mol}^{-1}$.

Masse molaire ($M$)

Masse d'une mole d'entités chimiques, mesurée et exprimée en $\text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$.

Quantité de matière d'un échantillon ($n$)

Grandeur mesurée en $\text{mol}$, reliant la masse $m$ (en $\text{g}$) à la masse molaire $M$ (en $\text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$) par la formule $n = \frac{m}{M}$.

Volume molaire ($V_m$)

Volume occupé par une mole d'une espèce à l'état gazeux, exprimé en $\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}$. À $20\,^\circ\text{C}$ et $101\,325\text{ Pa}$, il vaut $V_m = 24,1\text{ L}\cdot\text{mol}^{-1}$.

Quantité de matière d'un gaz ($n$)

Quantité de matière contenue dans un volume $V$ de gaz, donnée par $n = \frac{V}{V_m}$ avec $V$ en $\text{L}$ et $V_m$ en $\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}$.

Quantité de matière d'un liquide pur ($n$)

Quantité de matière contenue dans un volume $V$ d'un liquide de masse volumique $\rho$ et de masse molaire $M$, calculée par $n = \frac{\rho \times V}{M}$.

Concentration en masse ($C_m$)

Masse de soluté dissous par unité de volume de solution, exprimée par $C_m = \frac{m}{V}$ en $\text{g}\cdot\text{L}^{-1}$.

Concentration en quantité de matière ($C$)

Quantité de matière de soluté dissous par unité de volume de solution, exprimée par $C = \frac{n}{V}$ en $\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$.

Dilution

Procédé consistant à ajouter du solvant à une solution mère pour obtenir une solution fille moins concentrée, caractérisé par la conservation de la quantité de matière ($C_m V_m = C_f V_f$).

Facteur de dilution ($F$)

Nombre sans dimension représentant le rapport des concentrations ou des volumes lors d'une dilution, défini par $F = \frac{C_m}{C_f} = \frac{V_f}{V_m}$.

Protocole de dissolution

Méthode expérimentale : 1. Peser le soluté ; 2. L'introduire dans la fiole jaugée et rincer la coupelle ; 3. Remplir aux 2/3 d'eau distillée et agiter ; 4. Compléter au trait de jauge et agiter.

Protocole de dilution

Méthode expérimentale : 1. Prélever la solution mère à la pipette ; 2. La verser dans une fiole jaugée ; 3. Remplir aux 2/3 d'eau distillée ; 4. Agiter ; 5. Compléter au trait de jauge et agiter.

Masse volumique ($\rho$)

Rapport de la masse d'un échantillon ou d'une solution sur son volume, défini par $\rho = \frac{m_{\text{solution}}}{V}$ et exprimé en $\text{g}\cdot\text{mL}^{-1}$.

Densité ($d$)

Grandeur sans dimension définie par $d = \frac{\rho}{\rho_{\text{eau}}}$, égale numériquement à la masse volumique exprimée en $\text{g}\cdot\text{mL}^{-1}$.

Titre massique ($w$)

Grandeur sans dimension mesurant la proportion en masse de soluté dans une solution, calculée par $w = \frac{m_{\text{soluté}}}{m_{\text{solution}}}$.

Équation chimique

Modélisation d'une transformation chimique de la forme $a_1 R_1 + a_2 R_2 + \dots \rightarrow b_1 P_1 + b_2 P_2 + \dots$, traduisant la conservation de la masse et des charges électriques.

Coefficients stœchiométriques

Nombres $a_1, a_2, b_1, b_2$ ajustant une équation chimique pour assurer le bilan de matière et la conservation des charges.

Avancement ($x$)

Grandeur exprimée en $\text{mol}$ décrivant l'évolution d'un système chimique, correspondant à la quantité de matière formée ou consommée pour une espèce de coefficient stœchiométrique 1.

Réactif limitant

Réactif entièrement consommé en premier au cours d'une réaction chimique, provoquant son arrêt.

Mélange stœchiométrique

Mélange initial où les proportions des réactifs satisfont la relation $\frac{n_0(R_1)}{a_1} = \frac{n_0(R_2)}{a_2}$, conduisant à la disparition totale de tous les réactifs.

Tableau d'avancement

Tableau récapitulatif permettant de déterminer les quantités de matière de toutes les espèces à l'état initial, intermédiaire et final ($x = x_{\text{max}}$).

Avancement maximal ($x_{\text{max}}$)

Valeur maximale théorique de l'avancement atteinte lors de la consommation complète du réactif limitant, égale à $x_{\text{max}} = \min\left(\frac{n_0(R_1)}{a_1}, \frac{n_0(R_2)}{a_2}, \dots\right)$.

Transformation non totale

Transformation chimique réversible où l'avancement final $x_f$ est strictement inférieur à l'avancement maximal ($x_f < x_{\text{max}}$), modélisée par la double flèche $\rightleftharpoons$.

Équilibre dynamique

État final d'une transformation non totale au cours duquel les réactions directe et inverse se produisent à la même vitesse, maintenant la composition du système constante.