Les atomes et les molécules individuels, les éléments constitutifs de la matière, sont trop petits pour être mesurés à l'aide de la macroscopie. instruments ou unités, les scientifiques expriment donc la masse en utilisant les unités de masse atomique, généralement abrégées en amu ou AMU. Dans le monde réel, cependant, l'utilisation d'unités de masse atomique serait peu pratique en raison des milliards d'atomes et de molécules qui composent les quantités macroscopiques. Reconnaissant cela, les scientifiques ont défini l'AMU de manière à rendre simple la conversion de quantités microscopiques en quantités macroscopiques. La masse d'un atome ou d'une molécule dans AMU est égale à la masse d'une mole d'atomes ou de molécules en grammes. Un gramme est un millième de kilogramme.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
La masse d'un élément ou d'une molécule en unités de masse atomique est égale à la masse d'une mole des mêmes particules en grammes. Divisez le nombre par 1 000 pour obtenir la masse molaire en kilogrammes.
Qu'est-ce qu'une taupe ?
Une mole est un très grand nombre d'atomes ou de molécules. Ce grand nombre, connu sous le nom de nombre d'Avogadro, est 6,02 × 1023. Ce nombre a été déterminé grâce à une série d'expériences menées sur une période d'environ 100 ans par divers chercheurs. Une taupe est au monde macroscopique ce qu'une particule individuelle est au monde microscopique avec une différence: vous pouvez casser une taupe en fractions, mais vous ne pouvez pas faire cela à une particule telle qu'un atome ou une molécule sans la transformer en quelque chose autre.
Une mole d'hydrogène gazeux
La règle est que la masse d'une particule dans l'AMU est égale à la masse d'une mole des particules en grammes. Par exemple, la masse atomique d'une molécule d'hydrogène (H2) est de 2,016 AMU, donc une mole d'hydrogène gazeux pèse 2,016 grammes. Comme il y a 1 000 grammes dans un kilogramme, la masse d'une mole d'hydrogène gazeux est
(2,016 ÷ 1 000) = 0,002016 = 2,016 × 10^{-3} \text{ kilogrammes}
Vous pouvez avoir une quantité de particules qui ne constituent pas une taupe. Par exemple, votre échantillon d'hydrogène gazeux peut ne peser que 2,52 × 10-4 kg. Vous pouvez utiliser la masse atomique d'hydrogène, mesurée en AMU, pour calculer la fraction d'une mole de gaz dans votre échantillon. Divisez simplement la masse de votre échantillon, en kilogrammes, par la masse d'une mole en kilogrammes. Puisqu'une mole d'hydrogène gazeux a une masse de 2,016 × 10-3 kg, et vous avez 2,25 × 10-4 kg, vous n'avez que 1/8 de mole.
Masse molaire des composés
Pour déterminer la masse d'un composé, vous comptez les atomes dans le composé en regardant sa formule chimique. Recherchez les masses de chacun des atomes qui constituent la molécule dans le tableau périodique, additionnez ces masses et vous aurez la masse de la molécule dans AMU. C'est aussi la masse d'une mole du composé en grammes. Si vous voulez la masse molaire en kilogrammes, divisez par 1 000.
Exemples
1. Quelle est la masse molaire du carbonate de calcium en kilogrammes ?
La formule chimique du carbonate de calcium dans CaCO3. A partir du tableau périodique, vous pouvez déterminer la masse de calcium (Ca) à 40,078 AMU, celle de carbone (C) à 12,011 AMU et celle d'oxygène (O) à 15,999 AMU. En multipliant la masse d'oxygène par 3 et en y ajoutant les masses de carbone et de calcium, vous obtenez la masse du CaCO3 molécule, qui est 100,086 AMU. Cela signifie qu'une mole de carbonate de calcium a une masse de 100,086 grammes, soit :
(100,086 ÷ 1 000) = 0,100086 \text{ kilogrammes}
2. Combien y a-t-il de moles dans un échantillon d'aluminium pesant 5 kilogrammes ?
Le poids atomique de l'aluminium (Al) est de 26,982 AMU, donc une mole de métal pèse 26,982 grammes ou 0,026982 kilogrammes. Un échantillon pesant 5 kilogrammes contient
(5 ÷ 0,026982) = 185,31 \text{ taupes}