Pour comprendre les réactions chimiques, il est important de mesurer la quantité de matière. Cela nous permet de savoir combien de molécules réagissent ou sont formées. On utilise une unité spéciale appelée la mole pour mesurer cette quantité.
Quantité de matière
C'est une mesure du nombre d'entités (comme les atomes ou les molécules) présentes dans un échantillon de matière. Elle est exprimée en moles.
Mole
C'est un "paquet" d'entités chimiques. Une mole contient un nombre fixe d'entités, appelé le nombre d'Avogadro (NA = 6,02 x 1023).
Masse volumique (μ ou ρ)
C'est le rapport entre la masse d'un corps et son volume. Elle indique la masse d'une substance par unité de volume, souvent en grammes par millilitre (g/mL).
Volume molaire (Vm)
C'est le volume occupé par une mole de gaz, à une température et une pression données. Il est exprimé en litres par mole (L/mol).
Conditions Normales de Température et de Pression (CNTP)
Ce sont des conditions de référence pour les gaz : une température de 0°C (273 K) et une pression de 1 atmosphère (1013 hPa).
Calculer la quantité de matière d'un liquide 
Pour les liquides, on ne peut pas compter les molécules une par une. On mesure leur volume et on utilise leur masse volumique (μ). La masse volumique nous permet de trouver la masse (m) du liquide (m = μ × V). Ensuite, avec la masse molaire (M) de la substance, on calcule la quantité de matière (n = m / M).
En combinant ces formules, on obtient directement la quantité de matière d'un liquide :
Mesure de la masse d'un liquide à partir de son volume et de sa masse volumique.
Exemple : Calculons la quantité de matière de dichlorométhane (CH₂Cl₂) dans un échantillon de 10 mL.
Masse volumique (μ) = 1,32 g/mL
Masse molaire (M) = 85,0 g/mol
Volume (V) = 10 mL
Calcul : n = (1,32 g/mL × 10 mL) / 85,0 g/mol ≈ 0,155 mol.
Il y a donc environ 0,155 mole de dichlorométhane dans 10 mL.
Masse volumique (μ) = 1,32 g/mL
Masse molaire (M) = 85,0 g/mol
Volume (V) = 10 mL
Calcul : n = (1,32 g/mL × 10 mL) / 85,0 g/mol ≈ 0,155 mol.
Il y a donc environ 0,155 mole de dichlorométhane dans 10 mL.
Calculer la quantité de matière d'un gaz 
Pour les gaz, on utilise une propriété spéciale appelée le volume molaire (Vm). C'est le volume qu'occupe une mole de n'importe quel gaz, si les conditions de température et de pression sont les mêmes. On parle souvent des Conditions Normales de Température et de Pression (CNTP).
Aux CNTP (0°C et 1 atmosphère), le volume molaire (Vm) est de 22,4 L/mol pour tous les gaz parfaits.
Pour trouver la quantité de matière (n) d'un gaz, on utilise la formule suivante :
Une mole de gaz occupe le même volume aux mêmes conditions.
Exemple : Un ballon est gonflé avec 7 m³ d'hélium aux CNTP. Combien de moles d'hélium y a-t-il ?
Volume (V) = 7 m³ = 7000 L (car 1 m³ = 1000 L)
Volume molaire (Vm) aux CNTP = 22,4 L/mol
Calcul : n = 7000 L / 22,4 L/mol ≈ 312,5 mol.
Il y a environ 312,5 moles d'hélium dans le ballon.
Volume (V) = 7 m³ = 7000 L (car 1 m³ = 1000 L)
Volume molaire (Vm) aux CNTP = 22,4 L/mol
Calcul : n = 7000 L / 22,4 L/mol ≈ 312,5 mol.
Il y a environ 312,5 moles d'hélium dans le ballon.
A retenir :
- La quantité de matière (n) mesure le nombre d'entités chimiques et s'exprime en moles (mol).
- Une mole contient le nombre d'Avogadro (NA = 6,02 x 1023) d'entités.
- Pour un liquide, la quantité de matière se calcule avec la masse volumique (μ), le volume (V) et la masse molaire (M) : n = (μ × V) / M.
- Pour un gaz, la quantité de matière se calcule avec le volume (V) et le volume molaire (Vm) : n = V / Vm.
- Aux Conditions Normales de Température et de Pression (CNTP : 0°C, 1 atm), le volume molaire (Vm) est de 22,4 L/mol pour tous les gaz.