Calcul de la Masse Molaire de l’Aspirine
Comprendre comment calculer la masse molaire moléculaire d'un composé organique complexe comme l'aspirine et appliquer ce calcul pour déterminer des quantités de matière.
L'aspirine, ou acide acétylsalicylique, est un médicament couramment utilisé pour ses propriétés analgésiques, antipyrétiques et anti-inflammatoires. Sa formule brute est \(C_9H_8O_4\).
La masse molaire moléculaire (\(M\)) d'une substance est la masse d'une mole de cette substance. Elle est calculée en additionnant les masses molaires atomiques de tous les atomes présents dans la formule brute de la molécule.
La quantité de matière (\(n\)) est liée à la masse (\(m\)) et à la masse molaire (\(M\)) par la relation \(n = m/M\).
Données du Problème
Formule brute de l'aspirine : \(C_9H_8O_4\).
Masses molaires atomiques :
- Carbone (C) : \(M(C) = 12.0 \text{ g/mol}\)
- Hydrogène (H) : \(M(H) = 1.0 \text{ g/mol}\)
- Oxygène (O) : \(M(O) = 16.0 \text{ g/mol}\)
Questions
- Déterminer le nombre d'atomes de carbone, d'hydrogène et d'oxygène dans une molécule d'aspirine.
- Écrire l'expression littérale permettant de calculer la masse molaire moléculaire de l'aspirine, \(M(C_9H_8O_4)\).
- Calculer la valeur numérique de la masse molaire moléculaire de l'aspirine.
- Un comprimé d'aspirine contient une masse \(m_{aspirine} = 500 \text{ mg}\) d'acide acétylsalicylique. Convertir cette masse en grammes.
- Calculer la quantité de matière (\(n_{aspirine}\)) d'acide acétylsalicylique contenue dans ce comprimé.
Correction : Calcul de la masse molaire de l’Aspirine
1. Nombre d'Atomes dans une Molécule d'Aspirine
La formule brute \(C_9H_8O_4\) indique directement le nombre de chaque type d'atome.
Une molécule d'aspirine (\(C_9H_8O_4\)) contient :
- 9 atomes de carbone (C)
- 8 atomes d'hydrogène (H)
- 4 atomes d'oxygène (O)
Composition : 9 atomes C, 8 atomes H, 4 atomes O.
2. Expression Littérale de la Masse Molaire de l'Aspirine
La masse molaire moléculaire est la somme des masses molaires atomiques des atomes de la molécule, multipliées par leur nombre respectif.
L'expression littérale est \(M(C_9H_8O_4) = 9 \cdot M(C) + 8 \cdot M(H) + 4 \cdot M(O)\).
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3. Calcul Numérique de la Masse Molaire de l'Aspirine
On utilise l'expression littérale et les valeurs des masses molaires atomiques fournies.
Données :
- \(M(C) = 12.0 \text{ g/mol}\)
- \(M(H) = 1.0 \text{ g/mol}\)
- \(M(O) = 16.0 \text{ g/mol}\)
La masse molaire moléculaire de l'aspirine est \(M(C_9H_8O_4) = 180.0 \text{ g/mol}\).
4. Conversion de la Masse d'Aspirine du Comprimé en Grammes
\(1 \text{ g} = 1000 \text{ mg}\), donc \(1 \text{ mg} = 10^{-3} \text{ g}\).
Donnée :
- \(m_{aspirine} = 500 \text{ mg}\)
La masse d'aspirine dans un comprimé est \(m_{aspirine} = 0.500 \text{ g}\).
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5. Quantité de Matière d'Aspirine dans un Comprimé
On utilise la relation \(n = m/M\).
Données :
- \(m_{aspirine} = 0.500 \text{ g}\)
- \(M(C_9H_8O_4) = 180.0 \text{ g/mol}\)
En notation scientifique avec 3 chiffres significatifs :
La quantité de matière d'aspirine dans un comprimé est \(n_{aspirine} \approx 2.78 \times 10^{-3} \text{ mol}\) (ou 0.00278 mol).
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Glossaire des Termes Clés
Mole (mol) :
Unité de quantité de matière, correspondant à \(N_A \approx 6.022 \times 10^{23}\) entités élémentaires.
Masse Molaire Atomique (\(M\)) :
Masse d'une mole d'atomes d'un élément chimique. Unité : g/mol.
Masse Molaire Moléculaire (\(M\)) :
Masse d'une mole de molécules d'un composé. C'est la somme des masses molaires atomiques des atomes constituant la molécule. Unité : g/mol.
Quantité de Matière (\(n\)) :
Grandeur physique mesurant le nombre de moles d'une substance. Unité : mol.
Formule Brute :
Représentation des types et du nombre d'atomes dans une molécule (ex: \(C_9H_8O_4\)).
Nombre d'Avogadro (\(N_A\)) :
Nombre d'entités par mole, environ \(6.022 \times 10^{23} \text{ mol}^{-1}\).
Acide Acétylsalicylique :
Nom chimique de l'aspirine.
Questions d'Ouverture ou de Réflexion
1. L'aspirine est un acide faible. Quelle est la différence entre un acide faible et un acide fort en termes de dissociation dans l'eau ?
2. Comment la masse molaire de l'aspirine est-elle utilisée par les pharmaciens ou dans l'industrie pharmaceutique ?
3. Si vous deviez préparer une solution d'aspirine de concentration molaire \(C = 0.010 \text{ mol/L}\) dans un volume \(V = 200 \text{ mL}\), quelle masse d'aspirine devriez-vous peser ?
4. L'aspirine peut être synthétisée à partir de l'acide salicylique et de l'anhydride acétique. Recherchez l'équation de cette réaction.
5. Quels sont les principaux effets de l'aspirine sur le corps humain et quelles précautions d'emploi sont associées à ce médicament ?
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