Chimie - atome, mole, stœchiométrie et solutions
L’épreuve de chimie de l’UNILU vérifie la maîtrise du programme de chimie générale du secondaire : structure de l’atome, classification périodique, mole, réactions et stœchiométrie, solutions, acides et bases. Les exercices numériques y occupent une place importante.
Structure de l’atome et classification
- Z = numéro atomique = nombre de protons ; A = nombre de masse = protons + neutrons.
- Configuration électronique : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ pour le potassium (Z = 19).
- Les éléments d’une même colonne ont des propriétés chimiques voisines car ils ont le même nombre d’électrons de valence.
Mole et stœchiométrie
n = m/M ; une mole contient 6,02 × 10²³ entités. Dans une équation équilibrée, les coefficients donnent les proportions en moles, jamais directement en grammes. Le réactif limitant est celui qui s’épuise le premier.
Solutions et acides-bases
C = n/V ; une dilution conserve la quantité de matière : C₁V₁ = C₂V₂. pH = −log[H₃O⁺] pour une solution diluée. Un acide libère H₃O⁺ dans l’eau, une base libère OH⁻.
Exemple raisonné
On fait réagir 4 g de H₂ avec 16 g de O₂ selon 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O. M(H₂) = 2 g/mol, donc n(H₂) = 2 mol ; M(O₂) = 32 g/mol, donc n(O₂) = 0,5 mol. Pour consommer 0,5 mol de O₂, il faut 1 mol de H₂ : O₂ est limitant. Il se forme 1 mol de H₂O, soit 18 g. Il reste 1 mol de H₂, soit 2 g.
Pièges fréquents
- Utiliser les masses au lieu des moles dans les proportions.
- Oublier d’équilibrer l’équation avant tout calcul.
- Confondre masse molaire et masse d’un échantillon.
- Additionner des volumes sans vérifier les unités (mL et L).
Une réponse numérique sans unité ou avec une unité incohérente est généralement comptée fausse, même si le calcul est juste.