DM Physique

Sujet du devoir

Cher Monsieur Ampère,

Je souhaite vous faire part d'une invention qui a bien simplifié ma vie et qui pourrait simplifier la vôtre.
Professeur de chimie, j'ai l'habitude de donner à mes étudiants des exercices destinés à éveiller leur jeune intelligence. Voici l’énoncé d’un exercice tel que je le rédigeais il y a quelques semaines seulement :
On fait réagir 4 grammes de dihydrogène avec 12 g de dioxygène. Il se forme de l'eau.
Sachant que 4g de dihydrogène comporte 1 204 409 000 000 000 000 000 000 molécules de dihydrogène et que 12g de dioxygène comportent 225 826 687 500 000 000 000 000 molécules de dioxygène, quel sera le nombre de molécules d'eau ?
Je me désespérais des résultats : même les meilleurs s'égaraient dans des calculs monstrueux !

Un soir, découragé par les résultats médiocres de mes étudiants, je me rendais en ville pour faire des achats pour l’anniversaire de mon épouse. Nous recevions plusieurs convives à cette occasion et ma femme m'avait donné une liste de courses.
« - Bonjour Monsieur l'épicier, pourriez vous me donner 36 œufs s'il vous plait ?
- Bien sûr Monsieur Avogadro, mais vous pourriez dire 3 douzaines comme tout le monde répondit-t-il
- Sur la liste, il est indiqué une caisse de vin mais hélas, Madame n’a pas précisé le nombre de bouteilles !
- Mais mon bon Monsieur Avogadro, une caisse c’est toujours 6 bouteilles ! Reste à savoir si vous préférez du vin blanc ou du vin rouge…
- Du rouge ira fort bien. Je suis reconnaissant de votre aide. En vous souhaitant une agréable soirée, Monsieur l'épicier. »
Chemin faisant, passant devant une bijouterie, je demandais 2 boucles d’oreille pour le cadeau d’anniversaire de mon épouse. Le bijoutier me fit remarquer que les boucles d’oreille allaient toujours par 2 et qu’on appelait ceci une paire…

J’eus alors une révélation : l'épicier et le bijoutier ont déjà inventé des façons astucieuses pour compter plus facilement et moi je n’ai pas encore inventé la mole…
Il fallait faire un choix pour la nouvelle unité que je venais d’inventer. Je choisis arbitrairement un échantillon de 12g de carbone 12. J'entrepris avec soin de compter les atomes.
Quelques années plus tard, j’y étais parvenu ; il y avait 602 204 500 000 000 000 000 000 atomes de carbone dans une mole ce que l’on peut écrire 6,02.1023.
Je décidai alors d’appeler "mole de trucs" tout ce qui contiendrait 6,02.1023 trucs identiques. Je me mis à parler de mole d’atomes de fer, de mole d’électrons, de mole de molécules d’eau etc…

Dorénavant, je rédige mon énoncé de la façon suivante :
On fait réagir 4 g de dihydrogène avec 12 g de dioxygène. Il se forme de l'eau.
Sachant que 4 g de dihydrogène comporte 2 moles de molécules de dihydrogène et que 12 g de dioxygène comportent 0,375 mole de molécules de dioxygène, quel sera le nombre de mole de molécules d'eau formée ?
Et depuis mes étudiants obtiennent d’excellents résultats : à bon entendeur salut 

Où j'en suis dans mon devoir

 Je n'y arrive pas du tout aidé moi s'il vous plait 

Répondre aux questions en vous appuyant sur une lecture attentive du texte et sur vos connaissances personnelles.

1) Faites la carte d’identité d’Amédéo AVOGADRO (nationalité, siècle, principaux travaux…)
2) Proposez une écriture plus adaptée pour le nombre de molécules de dihydrogène et de dioxygène du 1er énoncé d’exercice d’Avogadro.
3) Quelle idée Avogadro a-t-il emprunté à la vie courante ? Expliquez avec vos mots en une dizaine de lignes la démarche d’Avogadro en vous appuyant sur des exemples issus du texte.
4) Quel est le nombre d’entités chimiques identiques contenues dans une mole ?
5) Critiquez les 2 phrases soulignées dans le texte.
6) Pourquoi l’invention de la mole simplifie-t-elle la vie des étudiants ?
7) A l’aide de la notation symbolique , donnez la composition de l’atome de carbone 12 en expliquant la méthode.
8) Avogadro a pesé un échantillon de masse mtot=12g de carbone 12. Sachant qu’un atome de carbone a une masse mC=1,994.10-26 kg, trouvez le nombre N d’atomes de carbone contenus dans l’échantillon.