Joyeux jour de la mole !

Il ne manque que le fait de citer l'article sur les gants, lorsque tu en parles. Et ce billet pourrait être un excellent article

Sentez-vous l’impertinence ? , ouvrons le débat !

J’ai fait ça à l’arrache, donc c’est pas tout à fait ce que j’espérerais faire si je devais faire un article sur le sujet

Merci pour ces rappels, ça fait toujours du bien.

Juste un petit pinaillage :

En anglais, le 23 octobre s’écrit 10/23

En anglais américain seulement, plus une poignée d’autres pays qui utilisent le format qui commence par les mois en parallèle avec d’autres (cf cette carte). Curieusement les américains (parce qu’ils éditent nos logiciels et donc que l’anglais qu’on y trouve est l’anglais US ?) ont réussi à faire croire que ce format de date idiot est utilisé partout où on parle anglais.

Ben comme quoi, on en apprend tout les jours. Voilà qui explique pourquoi ils appellent ça le national mole day, du coup (ce qui est triste, c’est que ça la fout mal aussi pour le pi day, or c’est bon la tarte).

Le vrai Pi Day est le 22 juillet (22/7), qui est sensiblement plus précis que le 14 mars

Très intéressant, merci ! J’ai quelques questions, si tu es d’humeur explicative.

2 fois un certain volume d’oxygène plus 1 fois ce même volume d’hydrogène ne donne que 2 fois le volume de vapeur d’eau

Pas compris. Je croyais qu’un gaz occupait tout le volume disponible ? Et de toute façon, il y a autant de molécules de vapeur d’eau que de molécules d’hydrogène, donc ce ne sont pas ces deux gaz qui devraient occuper le même volume ?

le nombre de molécules dans un gaz est proportionnel au nombre de molécules

Hmm… C’est pas faux. Néanmoins, ne manquerait-il pas un morceau dans cette phrase ?

(Et j’aime l’exemple que tu as choisi pour illustrer une réaction chimique du quotidien. )

Très intéressant, merci ! J’ai quelques questions, si tu es d’humeur explicative.

Bien sur

Pas compris. Je croyais qu’un gaz occupait tout le volume disponible ?

Oui … Dans une certaine mesure. En fait, je devrais le formuler comme ça, "à une pression donnée (et c’est important de le préciser), un certain nombre de molécule d’un gaz donné occupe toujours un même volume". Pourquoi ? Parce que $p\,V = n\,R\,T$ (la loi des gaz parfaits). Du coup, si tu change le volume $V$, en maintenant la même température ($T$) et le même nombre de particule ($n$), la pression est obligée de varier (et en fait, si t’augmente le volume, la pression baisse).

Pour ce qui nous occupe, il suffirait presque de voir un gaz comme un liquide dont la densité serait faible: un liquide ne change pas de volume si aucune variable extérieure n’est modifiée … Un gaz non plus

Et de toute façon, il y a autant de molécules de vapeur d’eau que de molécules d’hydrogène, donc ce ne sont pas ces deux gaz qui devraient occuper le même volume ?

Si, mais je ne vois pas en quoi ça invalide ma phrase. C’est peut être moi qui l’ai mal formulé, mais le fait est que de 3 fois le même volume de réactifs, tu fini avec 2 fois le volume. Encore une fois, si tu fais le parallèle avec les liquides, c’est assez surprenant

Hmm… C’est pas faux. Néanmoins, ne manquerait-il pas un morceau dans cette phrase ?

Si, le volume

Faut bien se vendre

$2O_2+H_2\to H_2O$

Il doit y avoir du mouvement dans les catacombes en ce moment.

Daaaaaaaaaaaamn. Bon, bougez pas.

EDIT: voilà

Bon j’vais devoir faire le provocateur. Bien que la mole soit considéré comme étant une unité fondamentale du système international, mis au même niveau que la seconde ! Je ne considère pas la mole comme une unité comme les autres. Ce n’est pas une unité, ou du moins, il est plus pédagogique de ne pas l’aborder comme une unité.

On peut utiliser la mole sur d’autres unité. On peut parler en mole de voiture, en mole de banane et en mole de mètre. Ça fait beaucoup, à chaque fois, mais ça reste une réalité. La mole agit donc comme un "paquet". Personnellement je rafraichi la mémoire des élèves comme ça :

La mole, c’est comme une douzaine. C’est un paquet. Et au même titre qu’une douzaine se réfère à douze, la mole se réfère à $N_{A}$

Douzaine	$12$
Mole	$N_{A}=6.022\times10^{23}$

et c’est quand même plus facile à dire que $12,04×10^{24}$ molécules d’acide acétique réagissent avec $6,02×10^{23}$ molécules de calcaire"

Il n’y aurait pas une erreur ? Soit c’est $1,20×10^{24}$ ou c’est $12,04×10^{23}$ (ce qui n’est pas canonique !)

Première option

Je vois pas le problème avec le fait de dire que la mole est une unité, en fait, au contraire. Elle est sans dimension, certes, mais c’est une unité quand même (au même titre que le radian par exemple, celle-ci n’étant pas fondamentale puisque construite avec des rapports de longueurs). S’en servir comme unité reste précisément la seule raison intelligente d’avoir définie la mole en premier lieu (sinon c’est juste un nombre et on pourrait bien prendre ce qu’on veut ça marcherait). D’une part pour l’uniformité des grandeurs variées qu’on manipule (comme la masse molaire) et d’autre part pour s’éviter d’ajouter des grandeurs qui n’ont rien à voir ensemble (comme un angle et un nombre d’atomes) même si d’un point de vue dimensionnel c’est possible. C’est là même chose avec les facteurs multiplicatifs du SI d’ailleurs, c’est le seul truc qui nous dit qu’ajouter des km avec des m, même si les deux ont la même dimension, ça se fait pas n’importe comment. Ben la mole, c’est un de ces facteurs multiplicatifs et comme on s’en sert principalement sur des nombres sans dimensions, lui donner le statut d’unité n’a rien de délirant. C’était ça ou $1$, alors bon.

Et bah justement le radian est une unité certes; La mole aussi. Mais la discussion c’est qu’elle ne devrait peut-être pas être une:

unité fondamentale du système international

Enfin, c’est l’une des discussions qui a existait avant son intégration.

Merci pour les explications !

Si, mais je ne vois pas en quoi ça invalide ma phrase. C’est peut être moi qui l’ai mal formulé, mais le fait est que de 3 fois le même volume de réactifs, tu fini avec 2 fois le volume. Encore une fois, si tu fais le parallèle avec les liquides, c’est assez surprenant

D’accord, je n’avais pas compris en partie parce que l’équation était fausse. (Ce dont j’aurais pu m’apercevoir. )

Et d’ailleurs…

$2 O_2+ H_2 \rightarrow 2 H_2O$

Quand ça veut pas, ça veut pas.

Mais la discussion c’est qu’elle ne devrait peut-être pas être une unité fondamentale du système international

Je ne trouve pas cela incohérent.

L’objectif du SI est de définir des unités universelles pour qu’à partir de celles-ci tu puisses retrouver toutes les autres unités ou entités nécessaires en physique et chimie.

La mole a une information intrinsèque importante, tu ne peux pas à partir des autres unités SI retrouver la mole par l’application d’une formule exacte.

D’autant que par exemple en théorie, rien n’empêcherait au système impérial d’unités de définir sa propre mole à partir d’autre chose juste pour nous embêter. Donc l’inclure dans le SI permet de se prémunir de ce genre de choses en étant sûr de sa valeur, en ayant un système d’unité complet et cohérent.

Bah je sais pas, tu soutenais que c’est pas pédagogique de voir la mole comme une unité, je dis que c’est au contraire dommage de passer à côté de ce qui fait la force de la mole.

Pour la question de l’unité fondamentale, il faut bien quelque part avoir une unité recommandée pour les nombres sans dimensions. De mon point de vue personnel, prendre $1$ aurait été plus élégant (et mettre la mole en multiple), mais prendre la mole directement en fondamentale permet de faire un clin d’oeil aux chimistes et de leur fournir un standard fort du même coup (alors que prendre $1$ ne rend service à personne, les gens qui manipulent des grandeurs adimensionnées en physique n’ont pas besoin d’un standard mondial pour le faire), donc c’est pas déconnant du tout.

La mole a une information intrinsèque importante

@Renault Justement, ce que je dis, c’est que non. Elle n’est pas intrinsèque puisqu’elle représente un paquet. Elle n’est pas non plus propres aux molécules ni aux chimistes, on peut parler de mole de données numérique, mole de kebab si on veut.

Bah je sais pas, tu soutenais que c’est pas pédagogique de voir la mole comme une unité, je dis que c’est au contraire dommage de passer à côté de ce qui fait la force de la mole.

Il y a plusieurs questions à se poser je pense , j’essaye juste de faire l’avocat du diable hein, pour voir où mène la chose avec ce point de vue là.

donc c’est pas déconnant du tout.

Loin de là, c’est sûre même ! Mais l’idée que tu avance c’est "parce que ça marche bien ainsi, c’est une unité" je ne suis pas sûr que c’est comme ça qu’une unité devrait être réfléchis dans son sens "fondamentale".

Personnellement quand j’ai entendu fondamentale, c’est qu’avec ces unités on pouvait fabriquer toutes les autres. Donc par défaut on a pris pour base tout ce qui était essentiel.

Peut-être devrais-je poser la chose autrement alors :

A mon avis la problématique Coulomb / Mole est la même

@Renault Justement, ce que je dis, c’est que non. Elle n’est pas intrinsèque puisqu’elle représente un paquet.

Mais un paquet standardisé avec un objectif derrière. Ce n’est pas plus arbitraire que de définir la valeur du mètre telle qu’elle est aujourd’hui. Pourquoi un mètre n’est pas plus grand ou plus petit que sa valeur de référence actuelle ? Pour des raisons historiques aussi.

Elle n’est pas non plus propres aux molécules ni aux chimistes, on peut parler de mole de données numérique, mole de kebab si on veut.

Oui mais bon, c’est comme dire qu’on peut utiliser les années-lumière pour exprimer la distance boulot-maison. Tu peux le faire mais en pratique personne ne le fait.

A mon avis la problématique Coulomb / Mole est la même

Non, le Coulomb tu peux le retrouver à partir de l’Ampère, la mole tu ne peux pas le retrouver comme ça. Il faudra faire intervenir le nombre d’Avogadro quelque part ce qui revient à définir la mole.

Pourquoi le Coulomb et pas l’Ampère ? Ne pas oublier que le but de ces unités est qu’on puisse les étalonner de manière précise. Qu’on puisse vérifier leur exactitude. Je présume que l’Ampère est plus simple à mesurer par l’expérience qu’un Coulomb.

Pour le mètre on a choisi une certaine valeur pour une distance. Pour la mole on a choisi une certaine valeur pour… bah pour rien de "précis"¹

Le coulomb tu le trouve a partir de l’ampère ? L’ampère par définition c’est une quantité de charge par unité de temps. C’est un débit, je pense que c’est comme ça que c’est interprétable. En SI on aurait pu mettre le coulomb, et la seconde. Et on aurait eu l’ampère a partir de ces unités… Genre $C/s = A$

Il y a plusieurs questions à se poser je pense , j’essaye juste de faire l’avocat du diable hein, pour voir où mène la chose avec ce point de vue là.

Le truc, c’est que c’est pas une discussion très profonde en fait, elle mènera jamais plus loin que "fallait faire un choix, celui de la mole rend service à pas mal de monde, donc allons-y".

Loin de là, c’est sûre même ! Mais l’idée que tu avance c’est "parce que ça marche bien ainsi, c’est une unité" je ne suis pas sûr que c’est comme ça qu’une unité devrait être réfléchis dans son sens "fondamentale".

Personnellement quand j’ai entendu fondamentale, c’est qu’avec ces unités on pouvait fabriquer toutes les autres. Donc par défaut on a pris pour base tout ce qui était essentiel.

C’est une vision extrêmement naïve de ce qu’est un système d’unité. Tout ce dont on a besoin d’un point de vue purement théorique, c’est d’une base de l’espace des dimensions physiques. Il n’y a pas dans l’absolue une base plus "essentielle" que les autres, la seule chose qu’on demande à notre système c’est qu’il soit générateur (on peut construire les autres unités avec, mais ça il y a plein de choix qui conviennent, on peut se donner le Coulomb au lieu de l’Ampère, on peut se donner une unité de vitesse au lieu du temps, on peut se donner une fréquence au lieu du temps, etc) et libre (on n’a pas d’unité dans le système qui puisse être constructible par combinaison des autres). Les conditions pratiques qui ont menées au système actuel, c’est comme l’a mentionné Renault le fait de pouvoir définir et mesurer ces unités pas trop difficilement et une question d’être historiquement rétrocompatible d’un point de vue des étalons aux erreurs de mesures près (je sais pas si t’as jeté un oeil au dernier changement du SI qui changeait un peu des définitions, je suis assez admiratif de la façon dont ça a été pensé pour que les changements soient au maximum en dessous de ce qu’on peut mesurer).

Pourquoi le Coulomb n’est pas l’unité fondamentale du système international, alors que l’ampère (littéralement un débit de coulomb, donc cela comprend déjà la seconde…) est une unité SI ?

C’est une question qui n’a pas d’intérêt. La réponse, c’est juste "faut bien faire un choix".

En effet, de la même façon qu’il faut choisir entre Coulomb et Ampère, il faut choisir entre mole, radian, ou $1$ (ou encore autre chose) pour l’unité standard d’un nombre sans dimension. La mole étant celle qui rend le plus service à la communauté, autant définir celle-là proprement. Là où on pourrait argumenter, c’est sur la nécessité d’avoir une unité fondamentale pour les nombres sans dimensions, puisqu’il est facile de les construire avec les autres (donc on perd le côté libre de notre base, mais par contre on a un système complètement cohérent, on n’en sort pas juste en divisant des kg par des kg par exemple). J’ai envie de dire, c’est pas non plus une question très intéressante, finalement que l’on donne à la mole le statut d’unité fondamentale ou pas, on s’en fout un peu. L’essentiel c’est surtout de la définir comme unité standard.

Pour le mètre on a choisi une certaine valeur pour une distance. Pour la mole on a choisi une certaine valeur pour… bah pour rien de "précis"

C’est $c$ qui est fixé en fait, pas les distances (relativité générale, tout ça tout ça). La mole est au contraire définie de façon précise, c’est le nombre d’atome de C12 dans 12 grammes de C12. C’est pas mieux ou moins "fondamental" ou "essentiel" que de dire que le mètre est la distance parcourue par la lumière dans le vide pendant une fraction de seconde bien choisie pour coller avec le mètre étalon du siècle précédent.

Utilisons tous les unités de Planck, ça évitera les débats à rallonge

(Bon par contre il faut aimer jouer avec les puissances dans les écritures de nombres).

Pour formule différemment ce que dit Blackline c’est que la mole devrait être un préfixe du SI ( comme milli, centi, kilo, deci etc.) et non une unité

J’ai pas l’impression que ce soit ce qu’il dise (et d’ailleurs, voir la mole comme un préfixe lui enlève de l’intérêt puisqu’on la manipule beaucoup plus comme une unité que comme un facteur, cf ce message). En soit, le débat de savoir si il faut que ce soit une unité fondamentale, une unité tout cours (comme le radian) ou un simple préfacteur, on s’en fout pas mal. C’est un peu se battre contre des moulins, au final c’est un choix arbitraire qui n’a jamais prétendu être quoique ce soit de plus profond que ça. La position officielle d’en faire une unité fondamentale tient la route et donne de la force au standard (c’est comme le fait de prendre le kg plutôt que le g comme unité de masse, c’est juste pour lui donner de l’inertie dans la communauté scientifique).

Excellent billet qui me rappelle des souvenirs de lycée.

Quand je l’ai lu, j’ai eu deux réactionss notables.

• Des gants, quelle dédicasse.
• Déjà en TS, je me disais que Avogadro avait une tronche … bizarre.

Continue à nous faire des billets de ce genre.