Mole (unité)

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Mole
Informations
Système Unités de base du Système international
Unité de… Quantité de matière
Symbole mol

La mole (symbole : mol [1]) est une des unités de base du Système international, adoptée en 1971 [2], qui est principalement utilisée en physique et en chimie. La mole est la quantité de matière d'un système contenant autant d'entités élémentaires qu'il y a d' atomes dans 12 grammes de carbone 12.

Une mole d’atomes contient environ 6,022 140 40 × 1023 atomes [3]. Ce nombre est appelé nombre d'Avogadro (ou constante d'Avogadro), son symbole est NA et sa dimension est l'inverse d'une mole (mol−1).

Pour donner un ordre de grandeur, le même nombre de grains de pop-corn permettrait de recouvrir la surface des États-Unis d'une couche uniforme d'une épaisseur d'environ 14 km [4].

Intérêt

La mole est une unité de comptage, au même titre que la centaine, la vingtaine ou la douzaine, mais qui ne sert qu’à compter les atomes. Elle a la particularité d’être immense (environ six cent mille milliards de milliards d'unités). De la même manière qu'il y a autant d'éléments dans une douzaine de pommes que dans une douzaine d'œufs, il y a le même nombre d'atomes dans une mole de carbone que dans une mole de plomb (c'est-à-dire 602 214 milliards de milliards d'atomes).

Un échantillon de matière de taille macroscopique contient un très grand nombre d'atomes. Par exemple, 6 grammes d' aluminium contiennent environ 1,34 × 1023 atomes (134 000 000 000 000 000 000 000 atomes ; soit 134 000 milliards de milliards). Pour simplifier l’écriture en évitant l'utilisation d'aussi grands nombres, on a créé une unité de mesure, la mole (dans le cas présent, 6 grammes d'aluminium représentent 0,22 mole d'atomes).

Les transformations chimiques sont modélisées par des équations faisant apparaître quelques unités d'atomes et de molécules. Le passage à la mole est donc une homothétie qui permet de passer de l'échelle microscopique à une échelle macroscopique où toutes les grandeurs deviennent facilement mesurables.

L'intérêt de la constante d'Avogadro provient du fait que la masse d'une mole d'atomes ou masse molaire atomique, lorsqu'elle est exprimée en grammes, correspond en première approximation au nombre de nucléons de l'atome considéré (27 nucléons pour l'aluminium).

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