Mole (unité)

Attention, à ne pas confondre ! Pour les sujets ou articles dits homonymes, voir : mole.

Une mole (symbole : mol) est une manière de compter les atomes et molécules utilisée par les chimistes et les physiciens. Une mole représente un nombre (toujours le même) d'atomes ou de molécules identiques.

On peut l'assimiler à un paquet d'éléments identiques : au lieu de compter chaque élément un par un, on compte par paquet car cela va plus vite et les nombres à manipuler sont moins grands. Comme les atomes et les molécules sont très petits et nombreux, ce nombre est énorme : environ , soit 602 000 000 000 000 000 000 000 (un 6 suivi de 23 zéros) en écriture décimale, un peu plus de 600 000 milliards de milliards.

Le nombre d'atomes ou de molécules contenus dans une mole est appelé nombre d'Avogadro ou constante d'Avogadro elle est généralement notée , du nom du chimiste Amedeo Avogadro. Comme la masse des atomes et des molécules est très variable, la masse d'une mole (ou masse molaire) l'est aussi : par exemple une mole d'eau fait 18 grammes, une mole de saccharose (le sucre qu'on utilise couramment) fait 342 grammes et une mole de l'énorme molécule de toxine botulique (poison extrêmement puissant utilisé à très petites doses pour faire disparaître les rides) près de 150 kilos !

La mole est un concept très important en chimie. Sa découverte fut lente, car il faut savoir que :

  1. la matière est faite d'atomes ;
  2. les atomes n'ont pas tous la même masse. On doit au savant Antoine Lavoisier (1743-1794) la première application de ce concept.

Explication

Les réactions chimiques sont souvent ainsi : une molécule de composé A réagit avec une molécule de composé B pour donner une molécule de composé C, par exemple.

La question est la suivante : combien doit-on mettre de composé A et de composé B pour qu'il y en ait le même nombre ?

Le problème vient de la différence de masse des noyaux des atomes : ils ont un nombre différent de neutrons et de protons. les atomes ont donc des masses différentes (voir l'article tableau périodique des éléments). C'est pour cela qu'on ne peut pas dire : je vais mettre 10 grammes de A et 10 grammes de B.

On comprend mieux si on prend un exemple de la vie de tous les jours. Je veux mettre 10 horloges (A) dans 10 valises (B) pour obtenir 10 valises avec une horloge dedans (C). On ne peut pas peser les valises et peser les horloges, car elles n'ont pas la même masse. Il faut donc les compter.

Si une valise pèse 3,7 kg et une horloge 300 g, on peut écrire :

Mais il est beaucoup plus facile d'écrire, en utilisant les moles,

Au premier coup d'œil à la réaction, on sait que chaque valise comporte 1 horloge, alors que ce n'est pas évident en regardant l'équation au-dessus.

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