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

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

Le nombre d'Avogadro correspond au nombre de particules contenues dans une mole d'une substance : exactement 6,02214076 × 10²³. La mole est une unité utilisée par les chimistes pour compter les atomes, les molécules ou les ions, de la même manière que « douzaine » est une unité servant à compter douze éléments. Ce calculateur convertit les 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, soit 6,02214076 × 10²³ par mole

Pour effectuer la conversion dans l'autre sens, il faut diviser le nombre de molécules par la constante :

$n = N \div N_A$

Depuis 2019, la constante d'Avogadro possède exactement cette valeur par définition. Elle fait partie des sept constantes définissant le Système international d'unités (SI) et ne comporte donc aucune incertitude de mesure.

Comment calculer le nombre de molécules à partir du nombre de moles

1. Prendre le nombre de moles.
2. Le multiplier par 6,02214076 × 10²³.
3. Le résultat correspond au nombre de molécules.

Exemple de calcul

On part de 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, généralement écrit sous la forme 1,204428 × 10²⁴.

Comment calculer le nombre de moles à partir du nombre de molécules

1. Prendre le nombre de molécules.
2. Le diviser par 6,02214076 × 10²³.
3. Le résultat correspond au nombre de moles.

Exemple de calcul

On part de 3,01107038 × 10²³ molécules.

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

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

Utilisation du calculateur

Saisir une valeur dans le champ des moles pour obtenir le nombre de molécules, ou saisir 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. Il est possible d'ajouter le nom d'une substance à titre indicatif ; celui-ci est inclus dans le résultat copié, mais n'a aucune incidence 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 produit un résultat égal à zéro.

Domaines d'utilisation du nombre d'Avogadro

Les chimistes utilisent le nombre d'Avogadro pour passer de deux échelles : les moles utilisées dans une équation chimique équilibrée et le nombre réel d'atomes ou de molécules qui réagissent. Il intervient dans plusieurs domaines scientifiques.

• Stœchiométrie : conversion entre les quantités de moles de réactifs et de produits dans une équation chimique.
• Lois des gaz : relation entre le nombre de molécules d'un gaz, son volume, sa pression et sa 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 permet ensuite d'obtenir le 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 un nombre égal de molécules. Cette idée est aujourd'hui appelée loi d'Avogadro.

Le physicien autrichien Johann Josef Loschmidt a réalisé en 1865 la première estimation du nombre de molécules dans un volume donné de gaz. Le nom « nombre d'Avogadro » est apparu plus tard. Il a été créé par le physicien français Jean Perrin en 1909, alors qu'il étudiait le mouvement brownien, c'est-à-dire les mouvements aléatoires de petites particules en suspension dans un fluide. Les mesures de Perrin concernant la constante ont contribué à l'obtention de son prix Nobel de physique en 1926.

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.

Questions fréquentes

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

Comment convertir des moles en molécules ?
Multiplier 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 ?
Diviser 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, notamment aux atomes, aux ions et aux unités de formule. Une mole de l'une de ces entités contient 6,02214076 × 10²³ particules.

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

Pourquoi le nombre d'Avogadro est-il si élevé ?
Les atomes et les molécules sont extrêmement petits. Une seule molécule d'eau mesure environ 0,3 nanomètre de diamètre. Il en faut un très grand nombre pour atteindre une quantité de matière mesurable à l'échelle d'un laboratoire, comme un gramme.

Références

1. Bureau international des poids et mesures (BIPM), « Le Système international d'unités (SI) », 9e édition, 2019.
2. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology (le « Gold Book »), 2e éd., 1997.
3. Perrin, J. (1909). « Mouvement brownien et réalité moléculaire. » Annales de Chimie et de Physique, 8e série, 18 : 1–114.