Les relations n = m/M et n = N/Na

Deux façons d'atteindre la quantité de matière

La quantité de matière n (en mol) ne se mesure jamais directement : on la calcule à partir d'une grandeur qu'on peut mesurer ou compter. Il existe deux relations essentielles selon ce dont on part : une masse, ou un nombre de particules.

À partir d'une masse : n = m/M

Si on connaît la masse m (en g) d'un échantillon et la masse molaire M (en g/mol) de la substance, la quantité de matière se calcule par :

n = m / M

Exemple : quelle quantité de matière représente 36,0 g d'eau, sachant que M(H2O) = 18,0 g/mol ?

n = 36,0 / 18,0 = 2,0 mol

À partir d'un nombre de particules : n = N/Na

Si on connaît (ou on cherche) le nombre N de particules (atomes, molécules, ions), la relation avec le nombre d'Avogadro Na est n = N / Na, ou de façon équivalente N = n x Na.

Exemple : combien de molécules contiennent ces 2,0 mol d'eau ?

N = n x Na = 2,0 x 6,02 x 10^23 = 1,204 x 10^24 molécules

Bien choisir sa formule

Le bon réflexe est de repérer ce que l'énoncé te donne : une masse en grammes -> utilise n = m/M ; un nombre de particules -> utilise n = N/Na. Les deux relations partagent la même grandeur n, ce qui permet de passer de l'une à l'autre.

Erreur classique

L'erreur la plus fréquente est d'inverser la formule, par exemple calculer M = m/n au lieu de n = m/M, ou d'oublier de convertir une masse donnée en milligrammes ou en kilogrammes vers des grammes avant de diviser par M (qui est toujours en g/mol).