Comment calculer la masse molaire

Lorsqu'on travaille avec les masses des éléments chimiques, on n'utilise pas la masse de l'atome, trop faible, mais plutôt la masse d'une quantité particulière d'atomes : la mole. La mole est une unité de base du Système international et est la quantité de matière d'un système contenant autant d'espèces chimiques qu'il y a d'atomes dans 12 g de carbone 12, soit 6,022 x 10²³ atomes. Ce nombre, déterminé par Amadeo Avogadro, est appelé nombre (ou constante) d'Avogadro ^{[1]XSource de recherche}. Il détermine le nombre d'atomes pour toute substance et la masse d'une mole d'une substance est sa masse molaire.

Méthode 1

Méthode 1 sur 2:

Calculer la masse molaire d'un élément

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La masse molaire est la masse (en grammes) d'une mole d'une substance ^{[2]XSource de recherche}. Prenez la masse atomique d'un élément, puis multipliez-la par la constante d'Avogadro et vous obtiendrez la masse molaire de cet élément (en grammes par mole).
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Trouvez la masse atomique relative de l'élément. La masse atomique relative de l'élément est la moyenne des masses atomiques des isotopes constituant l'élément, compte étant tenu de l'abondance (en %) de chacun des isotopes ^{[3]XSource de recherche}. Dans le tableau périodique des éléments, chaque case contient un élément avec son symbole et un nombre avec un certain nombre de décimales : c'est la masse atomique relative de l'élément. Vous pouvez l'utiliser telle quelle : elle n'a pas d'unité.
- La masse atomique relative de l'hydrogène est de 1,007, celle du carbone, de 12,0107, celle de l'oxygène, de 15,9994 et enfin, celle du chlore, de 35,453.
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Multipliez la masse atomique relative par la constante de masse molaire. Cette dernière vaut 0,001 kg/mol, soit 1 g/mol. C'est grâce à elle qu'on peut transformer une masse atomique relative en masse molaire, ce qui fait que la masse molaire de l'hydrogène est de 1,007 g/mol, celle du carbone, de 12,0107 g/mol, celle de l'oxygène, de 15,9994 g/mol et celle de chlore, de 35,453 g/mol.
- Certains éléments ne sont pas composés d'un atome, mais de deux ou plus. Concrètement, cela signifie que si vous voulez la masse molaire de ce genre d' éléments, composés de plus de deux atomes (hydrogène, oxygène ou le chlore), vous devez récupérer la masse atomique de l'élément, trouver sa masse molaire, et enfin, multiplier le tout par deux si l'élément est bivalent.
- Ainsi, la masse molaire de l'hydrogène (H₂) est : 1,007 x 2 = 2,014 g/mol. La masse molaire de l'oxygène (O₂) est de : 15,9994 x 2 = 31,9988 g/mol, et celle du chlore (Cl₂), de 70,096 g/mol (= 35,453 x 2).
- Un moyen mnémonique pour la mémorisation des éléments diatomiques (molécules de 2 atomes) est le suivant : Hé Notre Florence O Idée Claire Brisée (hydrogène, azote, fluor, oxygène, iode, chlore, brome ^{[4]XSource de recherche}).
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Méthode 2

Méthode 2 sur 2:

Calculer la masse molaire d'un composé

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Ayez devant les yeux la formule chimique de votre composé. Ainsi, vous pourrez connaitre le nombre d'atomes de chacun des éléments de votre composé. Cette formule vous est donnée dans les exercices scolaires. Ainsi, la formule du chlorure d'hydrogène (gaz qui donne l'acide chlorhydrique) est HCl, celle du glucose est C₆H₁₂O₆. Connaissant la formule, vous êtes à même de trouver le nombre d'atomes de chacun des éléments de votre composé.
- Dans une molécule de HCl, il y a un atome de chlore et un d'hydrogène.
- Dans une molécule de glucose (C₆H₁₂O₆), il y a six atomes de carbone, douze d'hydrogène et six d'oxygène.
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Trouvez la masse atomique relative de chaque élément du composé. Pour cela, servez-vous du tableau périodique des éléments. Repérez la masse atomique relative de chacun des éléments. C'est le nombre décimal qui se situe dans la case de l'élément concerné. En fait, vous le voyez, on procède comme dans la première partie quand il n'y avait qu'un élément. Quand vous voudrez les masses molaires, vous multiplierez ces masses atomiques relatives par la constante de masse molaire, soit 1 g/mol.
- Les masses molaires des éléments du chlorure d'hydrogène sont : pour l'hydrogène, 1,007 g/mol et pour le chlore, 35,453 g/mol.
- Les masses molaires des éléments du glucose sont : pour le carbone, 12,0107 g/mol, pour l'hydrogène, 1,007 g/mol et enfin, pour l'oxygène, 15,9994 g/mol.
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Calculez la masse molaire de chacun des éléments du composé. Pour chaque élément du composé, multipliez sa masse atomique par le nombre d'atomes présents dans le composé. Vous verrez ainsi la part relative de chaque élément dans le composé ^{[5]XSource de recherche}.
- Pour le chlorure d'hydrogène (HCl), la masse molaire de l'hydrogène est de 1,007 g/mol (un atome) et pour le chlore, de 35,453 g/mol (un atome).
- Pour le glucose, de formule C₆H₁₂O₆, on a les masses molaires suivantes : pour le carbone, 12,0107 x 6 = 72,0642 g/mol, pour l'hydrogène, 1,007 x 12 = 12,084 g/mol et pour l'oxygène, 15,9994 x 6 = 95,9964 g/mol.
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Faites la somme des masses molaires. Additionnez les masses molaires de chacun des éléments du composé et vous obtiendrez la masse molaire de votre composé. Précédemment, on avait deux composés dont on connait à présent les masses molaires des éléments : il suffit de les additionner.
- Faites le calcul de la masse molaire du chlorure d'hydrogène : 1,007 + 35,453 = 36,460 g/mol. Arrondie au centième, la masse d'une mole de chlorure d'hydrogène est donc de 36,46 g.
- Faites le calcul de la masse molaire du glucose : 72,0642 + 12,084 + 95,9964 = 180,1446 g/mol. Arrondie au centième, la masse d'une mole de glucose est donc de 180,14 g.
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Conseils

En général, on donne les masses atomiques relatives au dix-millième (soit 4 chiffres après la virgule) et la précision tombe au centième (deux chiffres après la virgule) pour les masses molaires. Elle peut même se réduire au dixième pour certaines masses importantes. C'est pourquoi, sauf cas très particuliers, on prend pour masse molaire du chlorure d'hydrogène la valeur de 36,46 g/mol et pour celle du glucose, 180,14 g/mol.