Caractériser les milieux aqueux / La quantité de matière : composition du système initial

La quantité de matière $\rm n$ (en $\rm mol$) est utilisée pour dénombrer les entités (atomes, molécules, ions). On écrit : $\rm n = \dfrac{N}{N_A}$ avec $\rm N$ nombre d’entités et $\rm N_A$ constante d'Avogadro avec $\rm N_A = 6,02\cdot 10^{23}~mol^{-1}$. 

La masse molaire atomique $\rm M$ en $\rm g.mol^{-1}$ d’un élément est la masse d’une mole d’atomes de cet élément. On écrit $\rm M = N_A \times m$ avec $\rm m$ masse de l’entité en $\rm g$. On trouve les valeurs des masses molaires atomiques dans le tableau périodique. La masse molaire moléculaire $\rm M$ en $\rm g.mol^{-1}$ d’un élément est la masse d’une mole de molécules : elle est égale à la somme des masses molaires atomiques de tous les atomes qui constituent la molécule. 

Le volume molaire $\rm V_m$ d’une espèce à l’état gazeux est le volume occupé par une mole de gaz à températures  fixées. À $\rm 20°C$ et $\rm 1013~hPa$, le volume occupé par une mole de gaz est $\rm V_m = 24,0~L.mol^{-1}$. 

Calculs des quantités de matière : 

• À partir de la masse d’une espèce chimique :
  La quantité de matière $\rm n$ (en $\rm mol$) d’une espèce chimique de masse $\rm m$ (en $\rm g$) et de masse molaire $\rm M$ (en $\rm g.mol^{-1}$) est : $\rm n = \dfrac{m}{M}$
• À partir du volume d’un échantillon :
  La quantité de matière $\rm n$ (en $\rm mol$) d’un gaz de volume $\rm V$ en $\rm L$ est : $\rm n = \dfrac{V}{V_m}$
• À partir du volume d’un corps pur :
  $\rm n = \dfrac{m}{M} = \dfrac{\rho \times V}{M}$ avec $\rho$ masse volumique $\rho$ d’une espèce en $\rm g.L^{-1}$
• À partir de la concentration molaire $\bf C$ d’une espèce en solution (en $\bf mol.L^{-1}$) :
  $\rm n = C \times V_{solution}$ avec $\rm V_{solution}$ en $\rm L$.

Remarque : La concentration massique $\rm C_m$ s’obtient : $\rm C_m = C \times M$.