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Masse molaire du méthane

La masse molaire du méthane (CH₄) est de 16,043 g/mol : c’est la somme des masses atomiques 12,011 + 4 × 1,0080. Dans les exercices, on prend 16 g/mol (C = 12, H = 1).

CH4 méthane

Masse molaire

16,043 g/mol

Pour les exercices scolaires (C = 12, H = 1) : 16 g/mol

Répartition par élément

M(CH4) = 12,011 + 4 × 1,0080 = 16,043 g/mol

Le résultat est arrondi à la précision de la masse atomique la moins précise. Masses atomiques de l’IUPAC (CIAAW). Identique à PubChem : 16,043 g/mol. PubChem CID 297

Qu’est-ce que le méthane ?

Le méthane est l’hydrocarbure le plus simple et le principal constituant du gaz naturel. C’est un gaz incolore et inodore, plus léger que l’air ; on ajoute exprès une odeur au gaz de ville pour repérer les fuites.

Le méthane brûle avec une flamme bleue : CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O. Il se forme lors de la décomposition de matière organique à l’abri de l’air, dans les marais par exemple, et c’est un gaz à effet de serre.

Propriétés

État à 25 °C
Gaz
Masse volumique
0,717 g/L 0 °C
Température de fusion
−182,5 °C
Température d’ébullition
−161,5 °C
Solubilité dans l’eau
pratiquement insoluble 22 mg/L, 25 °C

Sources : PubChem (HSDB, NIOSH), Wikipédia (CRC Handbook), NIST Chemistry WebBook ; chaque valeur concorde dans deux d’entre elles.

Exercices sur la masse molaire du méthane

Pour les exercices scolaires (C = 12, H = 1) : M(CH₄) = 16 g/mol

  1. Exercice 1

    Quelle quantité de matière y a-t-il dans 8 g de CH₄ ?

    n = m / M = 8 g / 16 g/mol

    Réponse : 0,5 mol

  2. Exercice 2

    Quelle est la masse de 0,25 mol de CH₄ ?

    m = n × M = 0,25 mol × 16 g/mol

    Réponse : 4 g

  3. Exercice 3

    Quel est le pourcentage massique de C dans CH₄ ?

    w(C) = M(C) / M(CH₄) = 12 / 16 = 0,75

    Réponse : 75,0 %

  4. Exercice 4

    Combien de molécules y a-t-il dans 4 mol de CH₄ ?

    N = n × NA = 4 mol × 6,02 × 10²³ mol⁻¹

    Réponse : 2,408 × 10²⁴

  5. Exercice 5

    Quel volume occupent 48 g de CH₄ dans les conditions normales ?

    n = m / M = 48 g / 16 g/mol = 3 mol

    V = n × Vm = 3 mol × 22,4 L/mol

    Conditions normales : 0 °C et 101,3 kPa.

    Réponse : 67,2 L

Qu’est-ce que la masse molaire ?

La masse molaire M est la masse d’une mole de substance, soit environ 6,022 × 10²³ de ses particules. Elle s’exprime en grammes par mole (g/mol).

Pour la trouver, additionnez les masses atomiques de tous les atomes de la formule : multipliez la masse de chaque élément par son indice, le nombre de ses atomes. En g/mol, la masse molaire est égale à la masse moléculaire relative Mr.

Pour l’eau : M(H₂O) = 2 × 1,0080 + 15,999 = 18,015 g/mol.