Calculs sur l’Acide Acétylsalicylique
Calculer la masse molaire, la quantité de matière et la concentration molaire d'une solution d'acide acétylsalicylique (aspirine).
L'acide acétylsalicylique, plus connu sous le nom d'aspirine, est un médicament couramment utilisé pour ses propriétés analgésiques (soulage la douleur), antipyrétiques (fait baisser la fièvre) et anti-inflammatoires. Sa formule brute est C\(_9\)H\(_8\)O\(_4\).
En chimie, il est essentiel de savoir manipuler les grandeurs telles que la masse molaire, la quantité de matière (nombre de moles) et la concentration molaire pour préparer des solutions ou comprendre les dosages.
- La masse molaire moléculaire (M) d'un composé est la somme des masses molaires atomiques de tous les atomes présents dans sa formule. Elle s'exprime en grammes par mole (g/mol).
- La quantité de matière (n) d'un échantillon de masse \(m\) et de masse molaire \(M\) est donnée par : \(n = \frac{m}{M}\).
- La concentration molaire (C) d'une solution est la quantité de matière de soluté \(n\) dissoute par litre de solution \(V_{solution}\) : \(C = \frac{n}{V_{solution}}\).
Données du Problème
Un comprimé d'aspirine contient une masse \(m_{aspirine} = 500 \text{ mg}\) d'acide acétylsalicylique pur.
On dissout entièrement un de ces comprimés dans un volume \(V_{solution} = 100 \text{ mL}\) d'eau pour préparer une solution.
Masses molaires atomiques :
- Carbone (C) : \(M(C) = 12.0 \text{ g/mol}\)
- Hydrogène (H) : \(M(H) = 1.0 \text{ g/mol}\)
- Oxygène (O) : \(M(O) = 16.0 \text{ g/mol}\)
Constante d'Avogadro : \(N_A = 6.02 \times 10^{23} \text{ mol}^{-1}\)
Questions
- Calculer la masse molaire moléculaire de l'acide acétylsalicylique (C\(_9\)H\(_8\)O\(_4\)).
- Convertir la masse d'acide acétylsalicylique contenue dans un comprimé en grammes (g).
- Calculer la quantité de matière (en moles) d'acide acétylsalicylique (\(n_{aspirine}\)) contenue dans un comprimé.
- Convertir le volume de la solution en litres (L).
- Calculer la concentration molaire (\(C\)) de la solution d'acide acétylsalicylique préparée.
- Calculer le nombre de molécules d'acide acétylsalicylique présentes dans un comprimé.
Correction : Calculs sur l’Acide Acétylsalicylique
1. Calcul de la Masse Molaire de l'Acide Acétylsalicylique (C\(_9\)H\(_8\)O\(_4\))
La masse molaire moléculaire est la somme des masses molaires atomiques des atomes constituant la molécule.
Données :
Formule brute : C\(_9\)H\(_8\)O\(_4\)
\(M(C) = 12.0 \text{ g/mol}\)
\(M(H) = 1.0 \text{ g/mol}\)
\(M(O) = 16.0 \text{ g/mol}\)
La masse molaire de l'acide acétylsalicylique est \(M(C_9H_8O_4) = 180.0 \text{ g/mol}\).
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2. Conversion de la Masse d'Aspirine en Grammes
Il faut convertir les milligrammes (mg) en grammes (g).
Données :
\(m_{aspirine} = 500 \text{ mg}\)
1 g = 1000 mg
La masse d'acide acétylsalicylique dans un comprimé est \(m_{aspirine} = 0.500 \text{ g}\).
3. Calcul de la Quantité de Matière d'Aspirine (\(n_{aspirine}\))
On utilise la formule \(n = \frac{m}{M}\).
Données :
\(m_{aspirine} = 0.500 \text{ g}\) (calculé à l'étape 2)
\(M(C_9H_8O_4) = 180.0 \text{ g/mol}\) (calculé à l'étape 1)
La quantité de matière d'acide acétylsalicylique dans un comprimé est \(n_{aspirine} \approx 2.78 \times 10^{-3} \text{ mol}\) (arrondi à 3 chiffres significatifs).
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4. Conversion du Volume de la Solution en Litres
Il faut convertir les millilitres (mL) en litres (L).
Données :
\(V_{solution} = 100 \text{ mL}\)
Le volume de la solution est \(V_{solution} = 0.100 \text{ L}\).
5. Calcul de la Concentration Molaire (\(C\)) de la Solution
On utilise la formule \(C = \frac{n}{V_{solution}}\).
Données :
\(n_{aspirine} \approx 0.002777 \text{ mol}\) (valeur non arrondie de l'étape 3)
\(V_{solution} = 0.100 \text{ L}\) (calculé à l'étape 4)
La concentration molaire de la solution d'acide acétylsalicylique est \(C \approx 2.78 \times 10^{-2} \text{ mol/L}\).
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6. Calcul du Nombre de Molécules d'Aspirine
Le nombre de molécules \(N_{molecules}\) est obtenu en multipliant la quantité de matière \(n\) par la constante d'Avogadro \(N_A\).
Données :
\(n_{aspirine} \approx 0.002777 \text{ mol}\)
\(N_A = 6.02 \times 10^{23} \text{ mol}^{-1}\)
Il y a environ \(1.67 \times 10^{21}\) molécules d'acide acétylsalicylique dans un comprimé.
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Glossaire des Termes Clés
Acide Acétylsalicylique (Aspirine) :
Composé organique de formule C\(_9\)H\(_8\)O\(_4\), utilisé comme médicament.
Masse Molaire Moléculaire (M) :
Masse d'une mole de molécules d'un composé chimique. Elle est calculée en additionnant les masses molaires atomiques de tous les atomes de la formule brute. Unité : g/mol.
Quantité de Matière (n) :
Grandeur physique qui représente un nombre d'entités élémentaires (atomes, molécules, ions, etc.). Son unité est la mole (mol).
Mole :
Unité de quantité de matière. Une mole contient un nombre d'Avogadro (\(N_A \approx 6.02 \times 10^{23}\)) d'entités.
Concentration Molaire (C) :
Quantité de matière de soluté présente dans un litre de solution. Unité : mol/L (ou M).
Soluté :
Espèce chimique qui est dissoute dans un solvant pour former une solution.
Solvant :
Espèce chimique (généralement liquide) majoritaire dans laquelle le soluté est dissous.
Solution :
Mélange homogène obtenu par dissolution d'un soluté dans un solvant.
Constante d'Avogadro (\(N_A\)) :
Nombre d'entités élémentaires (atomes, molécules, ions, etc.) contenues dans une mole d'une substance. \(N_A \approx 6.02 \times 10^{23} \text{ mol}^{-1}\).
Questions d'Ouverture ou de Réflexion
1. L'acide acétylsalicylique est un acide faible. Qu'est-ce que cela signifie en termes de dissociation dans l'eau ?
2. Si l'on voulait préparer 250 mL d'une solution d'aspirine à 0.010 mol/L, quelle masse d'aspirine pure faudrait-il peser ?
3. Les comprimés d'aspirine contiennent souvent des excipients en plus du principe actif. Quel est le rôle de ces excipients ? Comment cela affecterait-il le calcul de la concentration si l'on pesait directement le comprimé sans connaître la masse exacte de principe actif ?
4. Comment la solubilité de l'acide acétylsalicylique dans l'eau influence-t-elle la préparation de solutions ?
5. Recherchez d'autres médicaments courants et leur principe actif. Pour l'un d'eux, trouvez sa formule brute et calculez sa masse molaire.
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