UNE DETERMINATION EXPERIMENTALE 2

A) La loi du gaz parfait permet de calculer la quantité de matière "n" présente dans un volume de gaz:

n = P.V / R.T

n est en mol, P en pascal, V en m3 et T en kelvin (degrés de température absolue)

Par définition le nombre de molécules dans ce gaz = n . Na

B) Na dépend du système d'unité dans lequel nous travaillons. Mais ce système est cohérent: 200 ans de recherches et de normalisation ont abouti à une merveille: ce nombre que l'on appelle: "nombre d'Avogadro" intervient dans des tas de domaines différents de la physique et de la chimie. Par quelque domaine qu'on essaie de le calculer, on trouve toujours la même valeur.

C) si nous pouvions compter les molécules dans le volume de gaz "V", nous pourrions calculer Na.

Na = nombre de molécules / n

Nous ne savons pas compter les molécules dans un gaz.

Mais nous savons compter les atomes dans un solide.

D) Voici une voie d'accès: nous pouvons compter les atomes de magnésium Mg présents dans un bout de ruban de Mg pur.

nombre d'atomes = masse ruban / masse d'1 atome

La masse d'1 atome s'obtient en additionnant les masses de protons, des neutrons et des électrons (en raison du défaut de masse ce calcul n'est pas très précis mais les déterminations de la masse et du volume sont également entachées d'incertitudes au moins aussi grandes)

On attaque ce Mg par l'acide chlorhydrique:

Mg + 2 HCl -----> H2 + Mg2+ + 2 Cl-

E) L'équation bilan montre qu'un atome de Mg crée, lors de son ionisation, une molécule de H2. Donc: une mole de Mg engendre UNE MOLE de H2.

Si on n'en perd pas en faisant entrer ce gaz dans le gazomètre, on peut mesurer le volume de H2, trouver la quantité de matière n de H2 qui est la même que celle de Mg.

et alors ?

Na = nombre d'atomes de Mg / n

C'est fini: on a ce que l'on cherchait !

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