Chimie 1 : les liquides

Chimie 1 : Etude de la composition des Liquides

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CHIMIE 1 : ETUDE DE LA COMPOSITION DES LIQUIDES

Classe : Cap coiffure Notion de réactions chimiques

Objectifs :

Connaître la concentration

Acidité, basicité d’une solution

Etrêtre capable de :

Savoir calculer la masse molaire moléculaire ;

Ecrire l’équation d’une réaction chimique ;

Déterminer la concentration molaire ou massique d’une espèce

chimique présente dans une solution ;

Réalisation une dilution et préparer une solution de concentration

donnée.

Reconnaître expérimentalement le caractère acide, basique ou neutre

d’une solution.

Réaliser un dosage acide-base.

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Chabanne

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Année 2

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Chimie 1 : Etude de la composition des Liquides P A R T I E A : L E S A T O M E S

I. Investigations

Introduction

Le présent chapitre concerne le sous module HS2.2.Comment établir la composition

d’un liquide d’usage courant ?

Dans la suite de ce chapitre on répondra aux problématiques suivantes :

Activité 1 :

Le sérum physiologique est un produit

pharmaceutique utilisé pour le lavage nasal ou

oculaire. C'est en fait une solution aqueuse de

chlorure de sodium (NaCl) de concentration

massique donnée.

Pour les adultes : a

mC = 9 g/L .

Pour les enfants : e

mC = 1,8 g/L .

Comment préparer ces deux solutions ?

Méthode :

1. Je formule des hypothèses

2. J’élabore un protocole expérimental

3. Je fais valider par l’enseignant le protocole

4. Je présente et j’interprète mes résultats

5. Je valide ou je ne valide pas mes hypothèses

6. Je réponds à la situation du problème


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Réponses :

1) Préparation du sérum physiologique pour adultes :

On cherche la masse m nécessaire du chlorure de sodium permettant de préparer un volume

V = 50 mL de sérum physiologique de concentration a

mC = 9 g/L.

1 : Comment appelle-t- on l’opération permettant de préparer une solution à partir d’un

composé ionique (chlorure de sodium solide) ? Dilution Dissolution

Réaction chimique

2 : On rappelle que a

m

mC

V . Calculer la masse m, arrondir au dixième, de chlorure de

sodium à peser pour préparer un volume V = 50 mL de sérum physiologique de

concentration a

mC = 9 g/L.

Calcul : ……………………………………………

…………………………………………… Résultat : (valeur + unité)

3 : Préparer la solution en suivant les instructions

suivantes :

Peser dans une coupelle une masse m de pastilles de soude.

Remplier la fiole jaugée de 50 mL, à moitié, avec de l’eau distillée.

Verser le contenu de la coupelle dans la fiole jaugée.

Boucher la fiole et homogénéiser puis compléter au trait de jauge

avec de l’eau distillée.

Boucher la fiole et homogénéiser puis compléter au trait de jauge avec de l’eau distillée.

2) Préparation du sérum physiologique pour enfants :

On cherche à déterminer le volume V à prélever dans la solution préparée dans la partie 2 (solution

pour adulte) afin de préparer un volume V’ = 50 mL de la solution de sérum physiologique pour

enfant d’une concentration e

mC = 1,8 g/L.

m = ………………


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1 : Comment appelle-t- on l’opération permettant de préparer une solution à partir d’une solution

beaucoup plus connectée ? Dilution Dissolution Réaction chimique

2 : Utiliser la relation = ' a e

m mV C V C pour calculer le volume V à prélever.

Calcul : …………………………………

………………………………… Résultat :

3 : Préparer la solution en suivant les instructions suivantes :

Verser de solution mère dans un bécher propre et sec.

Aspirer le volume V de la solution mère avec la pipette jusqu’à ce

qu’il dépasse légèrement le trait de jauge puis ajuster au trait

Verser le contenu de la pipete dans la fiole jaugée.

Boucher la fiole et homogénéiser puis compléter au trait de jauge avec de l’eau distillée.

V = ………..…………


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Activité 2 :

La teneur en acide lactique d’un lait est un bon critère de

fraîcheur. L’objectif est de déterminer la fraîcheur du lait testé en

mesurant son degré d’acidité total qui s’appelle degré DORNIC(°D).

Comment déterminer la fraicheur d’un lait ?

Réponses :

La teneur en acide lactique d’un lait est un bon critère de fraîcheur. L’objectif est

de déterminer la fraîcheur du lait testé en mesurant son degré d’acidité total qui

s’appelle degré DORNIC(°D).

Comment déterminer la fraicheur d’un lait ?

Définition : Le dosage acido-basique est utilisé afin de déterminer la concentration inconnue

d’une solution composée d’un acide ou d’une base………………………………………………………………….

● Principe : Il s’agit de doser l’acide lactique contenu dans un lait avec de la soude de

concentration molaire C soude = 0,05 mol/L afin de déterminer sa concentration C0.

● Mode opératoire :

• Dans le bécher étiqueté « dosage », verser V0 = 20,0 mL de lait prélevé dans le bécher

étiqueté « LAIT » à l’aide d’une pipette jaugée.

• A l’aide d’une éprouvette graduée, ajouter 100 mL d’eau distillée dans le bécher « dosage ».

• Ajouter 10 gouttes de phénolphtaléine

• Mettre le barreau magnétique dans le bécher étiqueté « dosage ».

• Remplir la burette de soude de concentration molaire C soude = 0,05 mol/L.

• Ajuster le niveau de la soude au niveau zéro de la burette en faisant écouler l’excédent de

solution dans le bécher étiqueté « récupération des produits usagés ».


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• Placer, alors, le bécher étiqueté « dosage » et l’agitateur magnétique sous la burette.

• Régler l’agitateur afin d’homogénéiser le mélange lait-eau distillée-phénolphtaléine.

• Verser, à la burette, mL par mL, de la soude dans le bécher étiqueté « dosage » et remplir le

tableau suivant au fur et à mesure :

Volume V(mL) 0 2 4 6 8 9 10 11 13 15 17 19 20

Couleur

• Arrêter l’agitation et noter le volume où se produit le changement de couleur :

VE = …………..mL

● Exploitation:

La concentration est donnée par la formule suivante la formule suivante :

0

0

0

La concentration molaire de la soude 0,05 /

Le volume à l'équivalence de soude : en

La masse molaire de l'acide lactique : 90 /

Le volume de lait : 20,0

soude

Esoude E AH

AH

C mol L

V mLC V MC

M g molV

V mL

Q1 : Calculer 0

..................................................

......................C 0C = ……………………… g/L

Q2 : Le degré Dornic est donné par la formule suivante : 0

0,1

CD . Calculer D.

...........................

................

D ...............................D D

Q3. Indiquer par une croix la position du lait testé sur l’échelle suivante :

Q4. Commenter le résultat trouvé par une phrase.

……………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………


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II. Historique

Antoine Lavoisier (1743- 1794 ; Paris) est un chimiste, philosophe et économiste français. On lui

doit en particulier la découverte de la formule chimique de l’eau, l’identification

des éléments, la composition de l’air.

S. P. L. Sorensen est un chimiste danois (1868-1939). On lui doit en particulier la

découverte de Ph en 1909.

III. Liquides d’usage courant : quelle quantité des composants ?

1) Que signifie la masse molaire ?

Les boissons sucrées non alcoolisées contiennent essentiellement du saccharose et du glucose.

On désire préparer 50 mL d’une solution sucrée par dissolution de saccharose et 50 mL d’une

solution sucrée par dissolution de glucose.

1. Observer les étiquettes et indiquer la nouvelle grandeur et l’unité qui y figure.

………………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………………..

En, chimie, la quantité de matière se compte en mole (symobole : mol).

Une mole d’atomes (ou de molécules) est un « paquet » contenant 602 mille milliarsds de milliards

d’atomes (ou de molécules).

Ce nombre est appelé la constante d’Avogadro. On écrit : 236,02 10AN .

La masse molaire atomique M est la masse d’une mole d’atomes. Pour chaque atome, on peut

Glucose

6 12 6C H O

Masse molaire :

M = 180

g/mol

Saccharose

12 22 11C H O

Masse molaire :

M = 342

g/mol


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lire cette valeur dans la classification périodique. Elle s’exprime en g/mol

2. Rechercher dans la classification périodique les masses molaires atomiques des atomes suivants :

M(H) = ……………. M(C) = ……………. M(O) = …………….

3. Vérifier la masse molaire moléculaire du saccharose et du glucose.

La masse molaire moléculaire est la masse d’une mole de molécules. Elle est égale à la somme

des masses molaires atomiques de tous les atomes présents dans la molécule.

Saccharose Glucose

………………………………………………… ……………………………………………….

………………………………………………… ……………………………………………….

Application : Calculer les masses molaires moléculaires des molécules suivantes :

Dioxyde de carbone de formule brute 2CO Nicotine de formule brute 10 14 2C H N

…………………………………………… ……………………………………………………..

…………………………………………… ……………………………………………………..

2) Comment préparer une boisson sucrée par dissolution ?

La quantité de matière : La quantité de matière d’un échantillon est :

represente la masse de l'échantillon en gramme

sa masse molaire en g/mol

la quantité de matière en mol

mm

n MM

n


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La concentration massique : La concentration massique mC d’un constituant d’une solution est :

represente la masse de constituant (soluté) en gramme

le volume de la solution en litre

la concentration massique en g/L

m

m

mm

C VV

C

La concentration molaire : La concentration molaire d’une espèce chimique est :

represente la quantité de matiere de l'espèce chimique en mol

le volume de la solution en litre

la concentration molaire en mol/L

nn

C VV

C

1. Noter la masse molaire moléculaire du saccharose et du glucose

Saccharose : ……………………..…….. Glucose : …………………………….

2. Ecrire l’expression de la concentration molaire C en fonction de m, M et V.

……………………………………………………………………………………………………..…………

…………………………………………………………………………………………..……………………

3. En déduire m en fonction de C, M et V :

4. Calculer la masse m du saccharose nécessaire pour préparer 50 mL de la solution de concentration

molaire C = 0,2 mol/L.

…………………………………………………………………………………………..……………………

……………………………………………………………………………………………..…………………

5. Calculer la masse m du glucose nécessaire pour préparer 50 mL de la solution de concentration

molaire C = 0,2 mol/L.

……………………………………………………………………………………………..…………………

……………………………………………………………………………………………..…………………

6. Compléter le tableau récapitulatif suivant :


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Concentration

molaire en mol/L

Volume en L Masse de poudre à

peser en g

Saccharose

Glucose

7. Les solutions ont la même concentration molaire, ont-elles aussi la même concentration massique ?

……………………………………………………………………………………………..…………………

……………………………………………………………………………………………..…………………

3) Que signifie la devise de Lavoisier « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme ?

1. Lire les pictogrammes indiqués par les

étiquettes des produits à utiliser dans cette

expérience et prévoir les équipements de

sécurité.

……………………………………………

…..………………………………………..

2. Réaliser le montage ci-contre :

Mettre environ 2g de carbonate de calcium

dans le gant et 20 mL d’acide chlorhydrique,

puis noter la masse 1m = …………… g

avant après

Faire tomber le morceau de craie dans le bécher, puis noter la masse 2m = ………………………. g

3. Observer ce qui se passe dans le bécher et noter vos observations. …………………………………

……………………………………………………………………………………………………………...…

4. Pourquoi peut-on parler d’une réaction chimique ? ……………………………………………………

……………………………………………………………………………………………...…………………

5. Quels sont les gaz susceptibles de se dégager ? ………………………………………………………...


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6. Quel est le gaz qui s’est dégagé ? ……………………………………………………………………….

7. Ecrire l’équation-bilan de la réaction chimique en utilisant les formules :

Les réactifs : le carbonate de calcium (CaCO3) et l’acide chlorhydrique (HCl)

Les produits : le chlorure de calcium (CaCl2), le dioxyde de carbone (CO2) et l’eau (H2O)

……………………………………………………………………………………………………….………

8. Le fait de réaliser la réaction sur une balance électronique a permis de faire un constat. Lequel ?

……………………………………………………………….………………………………………………

9. L’écriture de l’équation confirme-t-elle ce constat ? ….………………………………………………

10. Pour qu’une équation bilan traduise une réaction chimique, elle doit être « équilibrée ».

Ecrire alors l’équation-bilan équilibrée.

……………………………………………………………….………………………………………………

Sy

nth

ès

e

Expliquer la devise de Lavoisier : « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme »

Lors d’une réaction chimique, il y a la conservation des éléments, de la quantité de matière et

des charges……………………………………………………………………………………………………………………..


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CHIMIE 1 : ETUDE DE LA COMPOSITION DES LIQUIDES

Classe : 2nde bac pro Notion de réactions chimiques

Objectifs :

Connaître la concentration

Acidité, basicité d’une solution

Lycé

e P

ierr

e A

ndré

Chabanne

Sci

ence

s Physi

ques

Année 2

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I. Investigations

Activité 1 :

Re

ch

er

ch

e d

oc

um

en

tair

e

Lavoisier

1. Effectuer une recherche sur Lavoisier et résumer les faits

marquants de sa vie.

……………………………………………………………………

……………………………………………………………………

……………………………………………………………………

……………………………………………………………………

……………………………………………………………………

Photo « Lavoisier »

2. Compléter la « devise » de Lavoisier : Rien ne se perd, rien ne se crée,.............................

3. Expliquer par un exemple la signification de cette « devise ».

…………………………………………………………………………………………..…………..

…………………………………………………………………………………………..…………..

Activité 2 :

Rétablissez votre équilibre acido-basique

Si vous manquez d’énergie, avec de plus en plus mal à vous concentrer, si vous

digérez mal, transpirez beaucoup….. ce sont peut-être les signes d’un

déséquilibre acido-basique. C’est cet équilibre qui règle l’absorption puis

l’élimination des déchets accumulés par notre corps.

1. Chercher la signification exacte de l’équilibre acido-basique.

…………………………………………………………….…………………………………………

…………………………………………………………….…………………………………………

Méthode :

7. Je formule des hypothèses

8. J’élabore un protocole expérimental

9. Je fais valider par l’enseignant le protocole

10. Je présente et j’interprète mes résultats

11. Je valide ou je ne valide pas mes hypothèses

12. Je réponds à la situation du problème


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2. Rechercher la valeur du pH dans différentes parties du corps humain : salive, peau, sang, suc

gastrique.

…………………………………………………………….…………………………………………

…………………………………………………………….…………………………………………

II. Comment reconnaît-on le caractère acide ou basique d’une solution ?

1. Le pH

Mode opératoire :

1. Découper un petit morceau de papier pH, puis placer-

le sur la soucoupe.

2. Tremper l’agitateur dans le vinaigre puis déposer une

goutte sur morceau de papier pH.

3. Utiliser l’échelle des couleurs qui figure sur le

couvercle du rouleau de papier pH pour déterminer le

pH de la solution. Noter ce pH dans le tableau ci-

dessous.

4. Laver l’agitateur à l’eau du robinet, puis avec de l’eau

distillée.

5. Répéter les opérations 1. à 4. pour les autres liquides du tableau.

Solution Vinaigre Sirop de

menthe Lait Cola Eau distillée

Déboucheur

liquide

Papier pH

Observation :

Le pH de la solution de l’eau distillée est égal à ……………………………………………………..

Les liquides dont le pH est inférieur à 7 sont : ……………..……………………….……….………

Les liquides dont le pH est supérieur à 7 sont : ……………..………………………………………

Conclusion :

Une solution est dite acide si son pH est …………………………………………………….…….…

Une solution est dite neutre si son pH est …………………………………………….……....…….

Une solution est dite basique si son pH est …………………………………………………….……

Mé

mo

Le pH permet de mesurer l’acidité d’une solution………………………………………………………………

Le papier pH et le pH-mètre permettent de déterminer le pH d’une solution……………………….


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Remarque :

L’acidité d’une solution est déterminée par la concentration molaire en ions hydrogène +H .

Dans une solution, plus la concentration en ions +H augmente, plus la solution est acide.

Question : Comparer la concentration en ions +H entre le vinaigre et le lait.

………………………………………………………………………………………...................................

Application : Compléter le tableau suivant :

Eaux Eau de pluie Eau Volvic Eau pure Eau de chaux

pH Inférieur à 7 Egale à 7

Acide ou basique Neutre Basique

2. Buvons-nous de l’acide ?

Mode opératoire :

Mettre quelques gouttes de BBT dans chacun des tubes.

Observation :

Observez les couleurs qui apparaissent.

Tube 1 2 3 4

Couleur

Conclusion :

Le cola est : acide basique

Le lait est : acide basique

Mé

mo

Le BBT est un indicateur coloré, il permet de déterminer le caractère acide ou basique

d’une solution………………………………………………………………………………………………………...


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Remarque :

Indicateur\ pH 1 4 7 9 14

Hélianthine rouge jaune

BBT jaune bleu

Phénolphtaléine incolore violet

Application : Le pH de l’eau de la piscine doit être compris entre 7,2 et 7,6.

On dispose des trois indicateurs colorés indiqués dans le tableau précédent.

Indiquer l’indicateur coloré le plus approprié pour tester le pH de l'eau de la piscine. ………………………………………………………………………………………...................................

Vert

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