Mole

La mole est une unité de base du dispositif international, apparue en 1971, qui est essentiellement utilisée en physique et en chimie.

Catégories :

Unité SI de base - Unité de chimie - Chimie générale - Unité de mesure de quantité

Définitions :

Unité légale de quantité de matière (symbole : mol). Contraction de "molécule-gramme". Quantité de matière d'un dispositif contenant tout autant d'entités élémentaires qu'il ya d'atomes dans 12 g de carbone 12.... (source : webetab.ac-bordeaux)
unité chimique de masse moléculaire. Masse d'une substance correspondant à 6, 022.10 puissance 23 molécules de cette substance. (source : association-elisa)

La mole (symbole : mol) est une unité de base du dispositif international, apparue en 1971, qui est essentiellement utilisée en physique et en chimie. La mole est la quantité de matière d'un dispositif contenant tout autant d'entités élémentaires qu'il y a d'atomes dans 12 grammes de carbone 12 ; son symbole est mol^[1].

Une mole d'atomes contient à peu près 6, 02214179 (30) ×10²³ atomes. Ce nombre est nommé constante d'Avogadro, son symbole est N_A.

Formulé de manière plus compréhensible, la mole est une unité de comptage tout comme la centaine, la vingtaine ou la douzaine, sauf que cette unité de comptage est immense (environ 600 000 milliards de milliards d'unités). De la même manière qu'il y a tout autant d'éléments dans une douzaine de pommes que dans une douzaine d'œufs, il y a le même nombre d'atomes dans une mole de carbone que dans une mole de plomb (ie. 602 214 milliards de milliards d'atomes).

Un échantillon de matière de taille macroscopique contient un très grand nombre d'atomes. A titre d'exemple, 6 grammes d'aluminium contiennent à peu près 1, 34×10²³ atomes (134 000 000 000 000 000 000 000 atomes ; soit 134 mille milliards de milliards). Pour éviter l'utilisation d'aussi grands nombres, on a créé une unité de mesure, la mole (dans le cas présent 6 g d'aluminium représentent 0, 22 mole d'atomes). La masse d'une mole de matière ou masse molaire, quand elle est exprimée en grammes, correspond en première approximation au nombre de nucléons de l'élément (27 nucléons pour l'aluminium).

Étymologie

Au départ, la langue anglaise utilisait le terme de molécule-gramme ou d'atome-gramme pour désigner la masse moléculaire (masse molaire). Le terme provenait du latin «molecula», signifiant «masse». Un diminutif est finalement apparu pour désigner la quantité de matière : la mole. ^[2]

Multiples

multiples actuels : Préfixes du dispositif international d'unités.

Comme l'ensemble des unités, les multiples de la mole sont décrits avec les préfixes du dispositif international d'unités. Son sous-multiple le plus courant est la millimole (mmol) = 10^-3 mol. Il est essentiel d'indiquer la nature des entités élémentaires : une mole d'atomes, de molécules, d'ions, d'électrons, d'autres particules, de groupes de particules…

10ⁿ	Préfixe	Symbole	Nombre
10²⁴	yottamole	Ymol	Quadrillion
10²¹	zettamole	Zmol	Trilliard
10¹⁸	examole	Emol	Trillion
10¹⁵	pétamole	Pmol	Billiard
10¹²	téramole	Tmol	Billion
10⁹	gigamole	Gmol	Milliard
10⁶	mégamole	Mmol	Million
10³	kilomole	kmol	Mille
10²	hectomole	hmol	Cent
10¹	décamole	damol	Dix
10⁰	mole	mol	Un
10^-1	décimole	dmol	Dixième
10^-2	centimole	cmol	Centième
10^-3	millimole	mmol	Millième
10^-6	micromole	μmol	Millionième
10^-9	nanomole	nmol	Milliardième
10^-12	picomole	pmol	Billionième
10^-15	femtomole	fmol	Billiardième
10^-18	attomole	amol	Trillionième
10^-21	zeptomole	zmol	Trilliardième
10^-24	yoctomole	ymol	Quadrillionième

**Anciens multiples et sous-multiples de la mole**^[3]
10ⁿ	Préfixe	Symbole	Nombre en français	Nombre en chiffre
10⁴	myriamole	mamol	Dix mille	10 000
10^-4	myriomole	momol	Dix-millième	0, 000 1

Ordre de grandeur

Pour donner un ordre de grandeur, une mole de secondes représenterait légèrement plus de 4 millions de fois l'estimation de l'âge de la Terre : ∼19×10¹⁵ ans.

Une mole de grains de maïs éclaté permettrait de recouvrir la surface des États-Unis d'une couche uniforme d'une épaisseur d'environ 14 km. ^[4]

Toujours pour un ordre de grandeur, une mole de grains de sable de 0, 1 mm (sable particulièrement fin) est contenue dans un volume de 10 km³, soit celui d'un cube de 2, 15 km de côté. (cf : livre de référence. )

Formules

$\mathrm{n = \frac{m}{M}}$

n : quantité de matière en mol.
m : masse du composé en g
M : masse molaire du composé en $\mathrm{g \cdot molˆ{-1}}$

$\mathrm{n = \frac{V}{V_m}}$

n : quantité de matière en mol
V : volume du gaz en L (Litres)
V_m : volume molaire du composé en $\mathrm{L \cdot molˆ{-1}}$

$\mathrm{n = \frac{x}{N_A}}$

n : quantité de matière en mol
x : nombre d'entités chimiques (sans dimension).
N_A : nombre d'Avogadro ( $mol - 1$ )

$\mathrm{n = C \cdot V}$

n : quantité de matière en mol
C : concentration molaire en $\mathrm{mol \cdot Lˆ{-1}}$
V : volume du liquide en L (Litres)

Notes et références

Bureau international des poids et mesures, «Résolution 3 de la 14e CGPM (1971) »
Étymologie des noms d'unités de mesure
The Edinburgh Encyclopedia
Chemistry & Chemical Reactivity de Kotz, Treichel et Weaver

Liens externes

La mole sur le site math-sciences de l'académie de Rouen - Octobre 2001
(histoire des sciences) le texte d'Avogadro (1811) à l'origine du Nombre d'Avogadro, en ligne et commenté sur le site BibNum.

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