Calculateur du nombre d'Avogadro - Convertisseur de moles en molécules

Qu'est-ce que le nombre d'Avogadro ?

Le nombre d'Avogadro est le nombre de particules contenues dans une mole d'une substance : exactement 6,02214076 × 10²³. La mole est une unité que les chimistes utilisent pour compter des atomes, des molécules ou des ions, comme la « douzaine » sert à compter douze objets. Ce calculateur convertit des moles en nombre de molécules, et inversement, à l'aide de cette constante.

Formule du nombre d'Avogadro

Le nombre de molécules est égal au nombre de moles multiplié par la constante d'Avogadro :

$N = n \times N_A$

• $N$ est le nombre de molécules (ou d'atomes, d'ions ou d'autres particules)
• $n$ est le nombre de moles
• $N_A$ est la constante d'Avogadro, 6,02214076 × 10²³ par mole

Pour faire le calcul inverse, on divise le nombre de molécules par la constante :

$n = N \div N_A$

Depuis 2019, la constante d'Avogadro a cette valeur exacte par définition. C'est l'une des sept constantes de définition du Système international d'unités (SI) ; elle ne comporte donc aucune incertitude de mesure.

Comment calculer le nombre de molécules à partir des moles

1. Prenez le nombre de moles.
2. Multipliez-le par 6,02214076 × 10²³.
3. Le résultat est le nombre de molécules.

Exemple détaillé

Prenons 2 moles d'une substance.

$N = 2 \times 6.02214076 \times 10^{23} = 1.204428152 \times 10^{24}$

Ainsi, 2 moles contiennent environ 1,204,428,152,000,000,000,000,000 molécules, ce qui s'écrit généralement 1,204428 × 10²⁴.

Comment calculer les moles à partir du nombre de molécules

1. Prenez le nombre de molécules.
2. Divisez-le par 6,02214076 × 10²³.
3. Le résultat est le nombre de moles.

Exemple détaillé

Prenons 3,01107038 × 10²³ molécules.

$n = 3.01107038 \times 10^{23} \div 6.02214076 \times 10^{23} = 0.5$

Ainsi, 3,01107038 × 10²³ molécules représentent une demi-mole.

Utilisation du calculateur

Saisissez une valeur dans le champ des moles pour obtenir le nombre de molécules, ou saisissez une valeur dans le champ des molécules pour obtenir le nombre de moles. Si les deux champs contiennent une valeur, le calculateur utilise le champ des moles. Un nom de substance peut être ajouté à titre de référence ; il figure dans le résultat copié, mais n'influe pas sur le calcul. Les nombres négatifs ne sont pas acceptés, car un nombre de moles ne peut pas être inférieur à zéro. Zéro est une valeur valide et donne un résultat nul.

Où le nombre d'Avogadro est utilisé

Les chimistes utilisent le nombre d'Avogadro pour passer d'une échelle à l'autre : celle des moles employées dans une équation chimique équilibrée et celle du nombre réel d'atomes ou de molécules qui réagissent. Il intervient dans plusieurs domaines scientifiques.

• Stœchiométrie : conversion entre les moles de réactifs et de produits dans une équation chimique.
• Lois des gaz : relation entre le nombre de molécules de gaz, le volume, la pression et la température.
• Chimie des solutions : détermination du nombre de molécules dissoutes dans une solution de molarité connue.
• Masse molaire : conversion entre la masse d'un échantillon et son nombre de moles, qui donne ensuite un nombre de molécules.
• Biochimie : estimation du nombre de molécules de protéines, d'ADN ou d'enzymes présentes dans un échantillon.

Histoire du nombre d'Avogadro

La constante porte le nom du scientifique italien Amedeo Avogadro (1776–1856), bien qu'il ne l'ait jamais mesurée. En 1811, il a proposé que des volumes égaux de gaz, à la même température et à la même pression, contiennent le même nombre de molécules. Cette idée s'appelle aujourd'hui la loi d'Avogadro.

Le scientifique autrichien Johann Josef Loschmidt a le premier proposé une méthode pour estimer le nombre de molécules contenues dans un volume donné de gaz, en 1865. Le nom « nombre d'Avogadro » est venu plus tard. Le physicien français Jean Perrin a proposé de nommer la constante d'après Avogadro en 1909, alors qu'il étudiait le mouvement brownien, l'agitation désordonnée de petites particules en suspension dans un fluide. Perrin a mesuré la constante à l'aide de telles particules. Il a reçu le prix Nobel de physique de 1926 pour ses travaux sur la structure granulaire et discontinue de la matière.

En 2019, une redéfinition internationale des unités de base du SI a fixé la constante d'Avogadro à exactement 6,02214076 × 10²³ par mole, mettant fin à des siècles de mesures expérimentales de plus en plus précises.

Foire aux questions

Qu'est-ce que le nombre d'Avogadro ? C'est le nombre de particules, comme des atomes ou des molécules, contenues dans une mole d'une substance : 6,02214076 × 10²³.

Comment convertir des moles en molécules ? On multiplie le nombre de moles par 6,02214076 × 10²³. Par exemple, 2 moles donnent 2 × 6,02214076 × 10²³ = 1,204428 × 10²⁴ molécules.

Comment convertir des molécules en moles ? On divise le nombre de molécules par 6,02214076 × 10²³. Par exemple, 3,01107038 × 10²³ molécules divisées par la constante donnent 0,5 mole.

Le nombre d'Avogadro s'applique-t-il uniquement aux molécules ? Non. Il s'applique à tout type de particule, y compris les atomes, les ions et les unités formulaires. Une mole de n'importe lequel d'entre eux contient 6,02214076 × 10²³ particules.

Quelle est la différence entre une mole et le nombre d'Avogadro ? La mole est une unité, comparable à la douzaine. Le nombre d'Avogadro est le nombre de particules que contient une mole, comme douze est le nombre d'objets que contient une douzaine.

Pourquoi le nombre d'Avogadro est-il si grand ? Les atomes et les molécules sont extrêmement petits. Il en faut un nombre énorme pour atteindre une quantité de matière mesurable à l'échelle d'un laboratoire, comme un gramme.

Références

1. National Institute of Standards and Technology (NIST). CODATA value: Avogadro constant. Avogadro constant — 6,022 140 76 × 10²³ mol⁻¹, exacte.
2. International Bureau of Weights and Measures (BIPM). The International System of Units (SI), 9e édition. SI Brochure — la constante d'Avogadro est l'une des sept constantes de définition du SI et fixe la mole.
3. Science History Institute. Amedeo Avogadro. Amedeo Avogadro — dates d'Avogadro (1776–1856) et son hypothèse de 1811 sur les volumes égaux de gaz.
4. Jensen, W. B., University of Cincinnati. How and when did Avogadro's name become associated with Avogadro's number? Avogadro's name and Avogadro's number — la méthode d'estimation de Loschmidt de 1865 et la proposition de Perrin, en 1909, de nommer la constante d'après Avogadro.
5. Nobel Prize Outreach. Jean Baptiste Perrin, Nobel Lecture. Perrin's Nobel lecture — mesure par Perrin du nombre d'Avogadro à partir d'émulsions de petites particules.
6. Nobel Prize Outreach. The Nobel Prize in Physics 1926: Jean Baptiste Perrin, facts. Perrin, facts — prix de 1926 "for his work on the discontinuous structure of matter".