Mole
Unité de base SI · grandeur : quantité de matière
01 · Définition
La mole est la seule unité du SI qui ne mesure rien du tout. Elle compte : tant de pièces, exactement comme une douzaine ou une centaine, sauf que le nombre est inimaginablement plus grand.
Une mole contient exactement 6,022 140 76·10²³ entités élémentaires — atomes, molécules, ions, électrons ; lesquelles précisément, il faut toujours le dire. Depuis 2019 ce nombre est fixé par définition, et la mole ne dépend plus d'aucune substance ni du kilogramme.
« Une mole d'oxygène » est une phrase sans sens : une mole d'atomes O pèse 16 g, une mole de molécules O₂ en pèse 32. Le SI exige de nommer l'entité : mol(O), mol(O₂), mol(e⁻).
02 · Conversion
Saisissez une quantité — le passeport la convertira
La mole a des préfixes décimaux comme tout le monde, mais à côté vivent des unités d'une autre logique : la livre-mole de la pétrochimie américaine et le mètre cube normal de l'industrie gazière.
Les conditions normales sont une convention, et il y en a deux : 0 °C et 101,325 kPa donnent 22,414 l/mol, tandis que les conditions « standard » à 25 °C donnent déjà 24,466 l/mol. Vérifiez toujours celle qu'un tableau sous-entend.
| Unité | Nom | Valeur | Où on la rencontre |
|---|---|---|---|
| nmol | nanomole | 1·10⁹ | biochimie, quantités à l'état de traces |
| µmol | micromole | 1·10⁶ | pharmacologie, vitamines, photosynthèse |
| mmol | millimole | 1000 | analyses de sang, chimie de laboratoire |
| mol | mole | 1 | l'écriture de base de la quantité dans le SI |
| kmol | kilomole | 0,001 | réacteurs industriels, bilans gaziers |
N = n · N(A) avec N(A) = 6,022 140 76·10²³ mol⁻¹ ; le volume vaut pour un gaz parfait à 0 °C et 101,325 kPa
03 · Ordres de grandeur
d'une seule molécule à l'atmosphère d'une planèteUne mole : 18 g d'eau, 44 g de dioxyde de carbone
04 · Instruments de mesure
Avec quoi mesure-t-on les moles
On ne pèse jamais les moles directement : on pèse des grammes et on divise par la masse molaire. Une résolution de 0,1 mg est la bête de somme de la chimie.
Il accélère les ions et les trie par masse : il donne la composition isotopique, et donc la masse molaire exacte d'un échantillon.
Il compte les moles à partir de la charge écoulée, via la constante de Faraday : l'électrochimie convertit les ampères directement en quantité de matière.
La méthode XRCD : dans une sphère parfaite de silicium-28, les atomes sont littéralement comptés par le paramètre de maille — c'est ainsi qu'on a mesuré le nombre d'Avogadro avant de le fixer.
05 · Règles d'écriture
Tout en minuscules : mol, et l'on dit toujours mole de quoi
Le symbole mol s'écrit en minuscules, sans point, car le nom n'est pas un patronyme. Le symbole ne prend jamais la marque du pluriel : 5 mol, et non 5 mols. Et « 0,1 M » est la molarité, mol/l — une concentration, pas une quantité.
06 · Unités voisines
La mole est entrée dans le SI la dernière — en 1971 — et a amené avec elle une unité dérivée, le katal : mole par seconde, la vitesse d'une réaction enzymatique. À côté se tiennent la concentration en mol/m³ et la masse molaire en g/mol, qui relient la chimie au kilogramme.
Trois formules dont est faite toute la chimie pratique : entités, gaz et électrolyse.
07 · Section historique
Comment on comptait la matière avant la mole
Une masse de substance en grammes, numériquement égale à la masse moléculaire. La même quantité qu'une mole, mais exprimée par la balance.
La même chose pour les atomes et non les molécules : 16 g d'oxygène font un atome-gramme, 32 g une molécule-gramme. Précisément la confusion que la mole a levée.
La quantité qui réagit avec un atome d'hydrogène. Il dépendait de la réaction et non de la substance — d'où son éviction.
Le même principe mais avec la livre au lieu du gramme : elle survit dans la pétrochimie américaine et dans les calculs de colonnes de rectification.
En 2019 la mole a cessé de dépendre du kilogramme
L'ancienne définition par douze grammes de carbone 12 attachait la chimie à l'étalon de masse : tant que le kilogramme était un bloc de platine, le nombre d'Avogadro était une grandeur mesurée avec une incertitude. Fixer le nombre a renversé la relation — c'est désormais la masse molaire du carbone 12 qui porte l'incertitude, et elle est minuscule : 12 g/mol à 3·10⁻¹⁰ près. Pour toute chimie pratique, l'ancienne et la nouvelle mole sont indiscernables.
Catalogue · Le Système international d'unités
Un passeport pour chaque grandeur
Sept unités de base, vingt-deux dérivées portant leur propre nom et des archives des systèmes retirés de l'usage. Chacune est une feuille à part : définition, dimension, conversion, instruments, règles d'écriture. En 36 langues.
Unités de base
ouvrez le passeport de la moleDérivées à nom propre
en terre cuite — celles dont la définition contient la moleSystèmes historiques
archives des notationsLangue du passeport
36 langues. Le symbole mol et les formules ne se traduisent pas — ils sont identiques dans toutes les locales ; on traduit la description, les exemples et les règles d'écriture propres à chaque écriture.