Ch 01: Corps purs et mélanges au quotidien

Sommaire

I- Corps purs et mélanges
II- Identification d'espèces chimiques

Activités du chapitre

Documentaire: L'air qui nous entoure (p13)
Exp de Lavoisier: vidéo et document
Expérimentale:

Distinguer un mélange d’un corps pur (p 12)

Combien de morceaux de sucres sont dissous dans une canette de Coca Cola®?(p14)

Réaliser une chromatographie sur couche mince (CCM)(p15)

Compétences du chapitre

Notions et contenus

Compétences attendues

Espèce chimique, corps pur, mélanges d’espèces chimiques, mélanges homogènes et hétérogènes.
Identification d’espèces chimiques dans un échantillon de matière par des mesures physiques ou des tests chimiques.
Composition massique d’un mélange.
Composition volumique de l’air.

Citer des exemples courants de corps purs et de mélanges homogènes et hétérogènes.
Identifier, à partir de valeurs de référence, une espèce chimique par ses températures de changement d’état, sa masse volumique ou par des tests chimiques.
Citer des tests chimiques courants de présence d’eau, de dihydrogène, de dioxygène, de dioxyde de carbone.
Citer la valeur de la masse volumique de l’eau liquide et la comparer à celles d’autres corps purs et mélanges.
Distinguer un mélange d’un corps pur à partir de données expérimentales.

Mesurer une température de changement d’état, déterminer la masse volumique d’un échantillon, réaliser une chromatographie sur couche mince, mettre en œuvre des tests chimiques, pour identifier une espèce chimique et, le cas échéant, qualifier l’échantillon de mélange.
Citer la composition approchée de l’air et l’ordre de grandeur de la valeur de sa masse volumique.
Établir la composition d’un échantillon à partir de données expérimentales.

Mesurer des volumes et des masses pour estimer la composition de mélanges.

Capacité mathématique : utiliser les pourcentages et les fractions.

Exercices du livre à traiter:

p21-27: Ex 12; 13; 14; 24; 25; 29; 31: 35

Correction des exercices et des TP

Liste de matériel

I- Corps purs et mélanges

Espèce chimique

Corps purs et mélanges

Espèce chimique

I) Corps purs et mélanges

1) Espèce chimique

Définition:On appelle espèce chimique un ensemble constitué d’entités identiques (atomes, ions, molécules etc...)
Toute espèce chimique possède un nom.
Elle peut être représentée par sa formule chimique.
Elle possède des grandeurs caractéristiques qui permettent de la reconnaître. Citons par exemple son aspect, sa couleur, sa masse volumique, sa densité, sa solubilité dans l’eau (ou dans un solvant), sa température de fusion, sa température d’ébullition etc…
Remarque : Les espèces chimiques qui existent dans la nature sont dites naturelles .
Certaines sont fabriquées par l’homme ; elles sont dites synthétiques .
On remarquera qu’une espèce chimique synthétique peut être identique à une espèce chimique naturelle.

Corps purs et mélanges

I) Les espèces chimiques

2) Corps purs et mélanges

Définition d'un corps pur: On appelle corps pur une substance constituée d’une seule espèce chimique.

Définition d'un mélange: On appelle mélange une substance constituée de plusieurs espèces chimiques.

Définition d'un mélange homogène: Un mélange est homogène si on ne distingue aucun constituant à l’œil nu.
Exemple: l'eau sucrée est un mélange homogène

Définition d'un mélange hétérogène: Un mélange est hétérogène si on distingue au moins deux constituants à l’œil nu après agitation.

Exemple: l'eau et l'huile forment un mélange hétérogène

La proportion en masse (= Pourcentage massique) d'une espèce E dans un mélange est le quotient de la masse

m_{E}

de cette espèce par la masse totale

m_{tot}

du mélange:

\frac{m_{E}}{m_{tot}}

x100
Important: les masses doivent être exprimées dans la même unité

La proportion en volume (= Pourcentage volumique) d'une espèce E dans un mélange est le quotient du volume

V_{E}

de cette espèce par le volume total

V_{tot}

du mélange:

\frac{V_{E}}{V_{tot}}

x100
Important: les volumes doivent être exprimés dans la même unité

La composition d'un mélange peut être décrite par le pourcentage massique ou le pourcentage volumique de chacune des espèces qui constituent ce mélange.

Application: composition de l'air
Soit un volume

V_{tot}

de 25 L d'air. Sachant que ce volume d'air contient

V_{N_{2}}

=19,5 L de diazote ,

V_{O_{2}}

=5,25L de dioxygène et le reste étant constitué d'autres gaz (comme l'Hélium (He)....):

Réponse: $V_{gaz}$ =25 - 19, 5 - 5, 25=0, 25L
Réponse: Pourcentage volumique de $N_{2} = \frac{V_{N 2}}{V_{tot}}$ x100= $\frac{19.5}{25} \times 100$ =78%
De même le pourcentage volumique de $O_{2}$ est de 21%, et il est de 1% pour les autres gaz.
La composition volumique de l'air est donc 78% de diazote; 21% de dioxygène et 1% d'autres gaz

II- Identification d'espèces chimiques

Par les grandeurs physiques

Par des tests chimiques

Par la chromatographie sur couche mince (CCM)

Par les grandeurs physiques

II) Identification d'espèces chimiques

1) Par les grandeurs physiques

Les corps purs ont des caractéristiques physiques qui permettent de les identifier :
les températures de changement d’état, la masse volumique (ou la densité)....
Exemple: température de changement d'état de l'eau et de l'eau salée:
description de l'image

La masse volumique ρ d’une espèce ou d’un mélange de masse m et de volume V dépend de la température et s’exprime par :
ρ = $\frac{m}{V}$
Avec m en g; V en L et ρ en g $L^{- 1}$
La densité d d’un liquide ou d’un solide s’exprime par :
d= $\frac{ρ}{ρ_{eau}}$

Le mélange le moins dense surnage (à condition de ne pas être miscible avec l'eau).

Par des tests chimiques

II) Identification d'espèces chimiques

2) Par des tests chimiques

Des tests chimiques sont caractéristiques de certaines espèces.

Test d'identification de l'eau:

Le changement de coloration du sulfate de cuivre anhydre (passe au bleu) indique la présence d'eau
Test d'identification du dioxyde de carbone CO₂

Le blanchissement de l'eau de chaux indique la présence de CO₂
Test d'identification du dihydrogène (H₂):

"L'aboiement" d'un gaz lors de l'approche d'une allumette enflammée est caractéristique de la présence de dihydrogène (H₂)
Test d'identification du dioxygène (O₂):

Le retour de la flamme d'une bûchette incandescente plongée dans un gaz est caractéristique de la présence du dioxygène (O₂).

Par la chromatographie sur couche mince (CCM)

II) Identification d'espèces chimiques

3) Par la chromatographie sur couche mince (CCM)

La CCM
Définition: La chromatographie sur couche mince (CCM) permet la séparation et l’identification des espèces chimiques présentes dans un mélange.

Correction des exercices et des TP

Correction TP: distinguer un mélange d'un corps pur
Correction TP: Mesurer pour estimer la composition d’un mélange
Correction TP: Réaliser une chromatographie sur couche mince (CCM)
Correction activité doc: L'air qui nous entoure
Correction des exercices

Correction TP: distinguer un mélange d'un corps pur

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Correction TP: Mesurer pour estimer la composition d’un mélange

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Correction TP: Réaliser une chromatographie sur couche mince (CCM)

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Correction activité doc: L'air qui nous entoure

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Correction des exercices

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Liste de matériel

TP : Distinguer un mélange d’un corps pur (p 12)
- salle info si tracé informatisé
- flacon d’eau salée sel 200 g/L
- eau distillée
- 2 tubes à essais
- un thermomètre numérique (deux pour faire les deux suivis en même temps?)
- un bécher pour contenir le mélange réfrigérant
- mélange réfrigérant (glace + sel) voir liquide lave-glace (+50% eau)
- pince pour maintenir le thermomètre dans l’eau
- flacon sulfate de cuivre anhydre
- spatule
- li>coupelle
- solution de nitrate d’argent (pour test chlorure)
- balance (si détermination de masse volumique pour les plus rapides)
- 1 pipette graduée 10,0 mL
- 2 béchers pour 10 mL
Ac. expérimentale : Combien de morceaux de sucres sont dissous dans une canette de Coca Cola®(p14)
- Eprouvette graduée de 100 mL
- Fiole jaugée de 100 mL
- Balance
- Solutions étalons en saccharose en flacon à 4%, 8%, 12% et 16 % ( 150 mL/binôme )
- 1 canette de Coca
- 1 pipette d’ajustage
- Salle info
Ac. expérimentale : Réaliser une chromatographie sur couche mince (CCM)(p15)
- Cuve à chromatographie
- Plaque à chromatographie
- Eluant (50% eau salée - éthanol)
- 3 tubes capillaires
- coton
- eau distillée
- Bonbons M&M’s (plusieurs couleurs)
- eppendorf avec jaune tartrazine

Ch 01: Corps purs et mélanges au quotidien

Sommaire

I- Corps purs et mélanges II- Identification d'espèces chimiques

I- Corps purs et mélanges

Espèce chimique Corps purs et mélanges

Espèce chimique

I) Corps purs et mélanges

1) Espèce chimique

Corps purs et mélanges

I) Les espèces chimiques

2) Corps purs et mélanges

II- Identification d'espèces chimiques

Par les grandeurs physiques Par des tests chimiques Par la chromatographie sur couche mince (CCM)

Par les grandeurs physiques

II) Identification d'espèces chimiques

1) Par les grandeurs physiques

Par des tests chimiques

II) Identification d'espèces chimiques

2) Par des tests chimiques

Par la chromatographie sur couche mince (CCM)

II) Identification d'espèces chimiques

3) Par la chromatographie sur couche mince (CCM)

Correction des exercices et des TP

Correction TP: distinguer un mélange d'un corps pur

Correction TP: Mesurer pour estimer la composition d’un mélange

Correction TP: Réaliser une chromatographie sur couche mince (CCM)

Correction activité doc: L'air qui nous entoure

Correction des exercices

Liste de matériel

I- Corps purs et mélanges
II- Identification d'espèces chimiques

Espèce chimique

Corps purs et mélanges

Par les grandeurs physiques

Par des tests chimiques

Par la chromatographie sur couche mince (CCM)