L’oxydation du fer€¦ · Une réaction chimique est une transformation de la matière. ... Mais ils avaient beau être innombrables et différents les uns des ... Lisez le texte

Les changements chimiques

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Unité 2 LES CHANGEMENTS CHIMIQUES

Une réaction chimique est une transformation de la matière. Cette transformation n'est pas le résultat d'un changement d'état, ni celui d'un mélange: les corps purs initiaux ne sont pas conservés. Les substances initiales (réactifs) disparaissent pendant que d’autres substances apparaissent (produits).

Réactifs → Produits

L’oxydation du fer

Avec le temps, les objets en fer, laissés sans protection à l’air humide se

recouvrent d’une autre substance, la rouille (oxyde de fer). Le fer est une substance grise et conductrice de l’électricité. La rouille est poreuse, rouge et elle n’est pas conductrice de l’électricité. Puisque les propriétés des matériaux ont changé, les substances ont aussi changé. Il y a eu une réaction chimique.

État initial (réactifs) État final (produit)

fer (solide) + dioxygène (gaz) →

oxyde de fer (solide)

Le signe + se lit: "réagit avec" La flèche → se lit: "pour former" 1. Pourquoi est-ce qu’il y a eu une réaction chimique ?

___________________________________________________________ ___________________________________________________________

2. Indiquez les propriétés du fer et de l’oxyde de fer.

Fer

Oxyde de fer

Couler

Conductivité électrique

Nous pouvons observer l’apparition de l’oxyde de fer. Mais, peut-on démontrer que pendant la réaction chimique d’oxydation du fer, le dioxygène disparaît ? Expérience 3. Représentez par des dessins le montage expérimental.


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4. Notez les observations (après une semaine), relatives à l’état du fer et

relatives à la quantité d’air contenue dans le tube à essais. ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 5. Faites un dessin qui représente le système une semaine après. 6. Marquez la hauteur de l’eau dans le tube à essai. Mesurez le volume d’air

contenu dans le tube à essais avant l’oxydation et le volume de l’air qui reste depuis l’oxydation.

7. Quel gaz la réaction a-t-elle entièrement consommé ? __________________ 8. Déduisez la proportion en volume de dioxygène dans l’air.

Introduisez un morceau de paille de fer dans un tube à essais.

Retournez sur un cristallisoir rempli d’eau jusqu’à mi-hauteur, le tube contenant la paille de fer.

Marquez le niveau atteint par l’eau dans le tube avec un élastique.

V d’air = V d’eau =


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9. Comparez les résultats obtenus par tous les élèves de la classe. Quelle valeur approchée peut-on déduire de l’ensemble de ces résultats ?

Résultat 1 2 3 4 5 6

10. Lisez le texte suivant. La théorie de l’atome

Coucou, Sophie ! Tu vas entendre parler aujourd'hui du dernier grand philosophe de la nature. Il s'appelait Démocrite (environ 460-370 avant Jésus-Christ) et venait de la ville côtière d'Abdera au nord de la mer Égée. Si tu as réussi à résoudre

l'énigme du Lego, tu ne devrais pas avoir de problèmes à comprendre le projet de ce philosophe. Démocrite était d’accord avec ses prédécesseurs pour dire que les changements observables dans la nature n'étaient pas la conséquence d'une réelle «transformation». Il supposa donc que tout devait être constitué de minuscules éléments de construction, chacun, pris séparément, étant éternel et immuable. Démocrite appela ces infimes parties des atomes. Le terme grec (ατομοσ) signifie « indivisible ». Il s'agissait pour Démocrite d'établir que ce qui est la base de toute la construction du monde ne peut pas se subdiviser indéfiniment. On ne pourrait pas sinon s'en servir comme éléments de construction. En effet, si les atomes pouvaient être cassés et divisés en parties de plus en plus petites, la nature finirait par perdre toute consistance et ressembler à une soupe de plus en plus diluée. Démocrite pensait qu'il y avait une infinité d'atomes dans la nature. Certains étaient ronds et lisses, d'autres rugueux et crochus. Et c'est justement parce qu'ils avaient des formes différentes qu'ils pouvaient s'assembler en d'infinies variantes. Mais ils avaient beau être innombrables et différents les uns des autres, ils étaient tous éternels, immuables et indivisibles. Tu vois maintenant ce que je voulais dire avec les éléments de Lego, n'est-ce pas ? Ils possèdent tous plus ou moins les qualités que Démocrite attribue aux atomes, et c’est pourquoi ils permettent de tout construire. Tout d'abord ils sont indivisibles. Ils diffèrent par la taille et la forme et sont compacts et denses. Ils possèdent par ailleurs ces crochets et ces dents qui leur permettent de s'assembler pour former tout ce qu'on veut. Ce mode de fixation peut facilement se défaire pour permettre la reconstruction d'autres choses à partir des mêmes éléments.


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Le fait de pouvoir réutiliser indéfiniment les éléments, c'est ce qui explique le succès qu'a remporté le Lego depuis sa création : ce qui un jour aura servi à une voiture permettra le lendemain de construire un château. On pourrait presque dire que ces éléments de Lego sont « éternels» : les enfants peuvent jouer avec les Lego que possédaient leur père ou leur mère quand eux-mêmes étaient petits. On peut aussi former différentes choses avec de l'argile, mais on ne peut pas la pétrir indéfiniment car elle s'effrite de plus en plus et il devient impossible au bout d'un moment de créer de nouveaux objets. Nous pouvons affirmer aujourd'hui que la théorie des atomes de Démocrite était assez juste. La nature est vraiment formée de différents «atomes» qui s'assemblent et se défont. Un atome d'hydrogène qui se trouve dans une cellule tout au bout de mon nez faisait peut-être partie autrefois de la trompe d'un éléphant. Et qui sait si un atome de carbone de mon muscle cardiaque ne se trouvait pas, il y a bien longtemps, sur la queue d'un dinosaure ? La science a entre-temps établi que les atomes pouvaient se subdiviser en «particules élémentaires » encore plus petites. Nous les appelons des protons, des neutrons et des électrons. Peut-être pourrait-on encore diviser ces dernières particules, mais les physiciens sont d'accord pour admettre qu'il y a une limite. Il doit exister des parties infimes qui servent à construire toute la nature. Démocrite n'avait pas accès aux appareils électroniques de notre époque. La raison était son seul outil et elle ne lui laissait pas le choix. Si nous partons du principe que rien ne change, que rien ne naît du néant et que rien ne disparaît jamais, il faut admettre que la nature est constituée d'une infinité de petits éléments de construction qui s'assemblent et se défont à nouveau.

Extrait du livre : Le Monde de Sophie Jostein Garden

11. Répondez. a) Quels sont les termes employés par Démocrite pour décrire les atomes ? b) La théorie de Démocrite, est-elle scientifique ou philosophique ? Pourquoi ? c) Pourquoi Jostein Garden compare-t-il les atomes à des Lego ? Indiquez les

similitudes et les différences. d) Quelle théorie actuelle explique les changements physiques ?


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e) Comment cette théorie peut-elle expliquer les changements physiques ? f) Quelle théorie actuelle explique-t-elle les changements chimiques? g) Comment la théorie atomique peut-elle expliquer les changements chimiques ? h) De l’analogie entre les atomes et les Lego, commentez la phrase : « On pourrait

presque dire que ces éléments de Lego sont éternels. » i) Démocrite pensait que les atomes étaient indivisibles, qu’en est-il

aujourd’hui ? j) Indiquez dans le dessin qui représente un atome les noms des particules qui le

constituent. Interprétation des réactions chimiques

Pendant une réaction chimique, puisque les substances se transforment, les molécules se transforment aussi.

Une réaction chimique est une transformation de la matière au cours de laquelle les atomes constituant les molécules des réactifs se regroupent de façon différente pour former les molécules des produits. Pendant l’oxydation du fer (Fe) avec le dioxygène de l’air (O2), les atomes de fer et d’oxygène se regroupent pour forme la rouille (oxyde de fer, Fe2O3) 12. Représentez les substances suivantes : 13. Écrivez la réaction de l’oxydation du fer en utilisant les noms des corps purs.

14. Lisez le texte suivant. Antoine Laurent de Lavoisier Antoine Laurent de Lavoisier est né à Paris, le 26 août 1743. Il appartenait à une famille aisée d'avocats, qui l’ont mis à l’abri de tout souci d’ordre matériel. Tout comme son père, Lavoisier s'orienta d'abord vers le droit et fut reçu avocat au parlement en 1764. Mais très vite, il se sentit attiré par les sciences: Il s'initia à la botanique, au Jardin du Roi, avant de devenir un élève de Rouelle, dont les cours

Fe (s) O2 (g) Fe2O3 (s)


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de chimie étaient populaires et renommés pour l'intérêt qu'ils suscitaient en Europe. En 1768, Lavoisier a vingt-cinq ans. Ses tâches administratives sont nombreuses. Il perçoit les impôts pour la Ferme générale (compagnie de perception d'impôts) et il va souvent à l'Académie des Sciences pour effectuer des recherches personnelles. En 1771, il épouse la fille du directeur des Fermes Paulze, qu'il qualifiera plus tard d'épouse modèle, dotée d'une intelligence extrêmement fertile. Toujours dans cette même année, Lavoisier approfondit certaines de ses recherches et crée les fondements de la chimie moderne. L'objectif d'Antoine est très clair: mathématiser la chimie en s'appuyant sur une expérimentation précise qui donne des résultats quantitatifs à l'aide d'outils mathématiques. Comme dans son métier de financier et de gestionnaire, où il établit des bilans, il tente d'équilibrer les quantités de chaleur dégagée lors des réactions chimiques qu'il étudie. Sa méthode est comparable à celle des comptables: on pèse tout, tout ce qui entre et tout ce qui sort de l'espace où a lieu la réaction. En 1772 il découvre la loi de la conservation de la masse : « Car rien ne se crée, ni dans les opérations de l'Art, ni dans celles de la Nature, et l'on peut en principe poser que dans toute opération, il y a une égale quantité de matière avant et après l'opération, que la qualité et la quantité des principes est la même, et qu'il n'y a que des changements, des modifications » . Il étude et explique les réactions de combustion et il montre qu’il s’agit d’un processus chimique et non physique. Aidé de ses multiples qualités de scientifique, de ses instruments et de sa méthode de travail précise, Lavoisier réinventera la chimie sur une toute nouvelle base; d'où la chimie moderne. Il a propulsé la chimie vers de nouveaux horizons permettant aux chimistes qui l'ont suivi de bien s'orienter dans leur science grâce à des recherches contrôlées. Le 25 novembre de 1793, les fermiers généraux sont en état d'arrestation. Pendant trois jours, Lavoisier se cache, puis il est fait prisonnier par les autorités. Après un procès de cinq mois, les vingt-huit fermiers généraux sont condamnés devant le tribunal et guillotinés le même jour. Le 8 mai 1794, le président du tribunal déclarait: "La république n'a pas besoin de savants. Il faut que la justice suive son cours." Le lendemain de son exécution, le grand savant Louis de Lagrange regretta le geste du tribunal révolutionnaire en disant ces paroles: "Il ne leur a fallu qu'un moment pour faire tomber cette tête et cent années, peut-être, ne suffiront pas pour en reproduire une semblable."


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http://mendeleiev.cyberscol.qc.ca/chimisterie/9611/JGingues.html

15. Répondez

a) Indiquez les évènements les plus importants de la vie de Lavoisier. b) Indiquez les connaissances des scientifiques à l’époque de Lavoisier. - La théorie atomique. - La composition de l’air. - l’existence des molécules. - la pression atmosphérique et sa mesure. - la mesure de la température. - l’existence de changements chimiques. - les éléments chimiques actuels. - le mécanisme des réactions d’oxydation. - la loi de conservation de la masse.

c) Indiquez les découvertes de Lavoisier. d) Quelle est la particularité de la méthode employée par Lavoisier ?

e) Énoncez la loi de conservation de la masse.

La loi de conservation de la masse se traduit à l’état microscopique par la

conservation de la nature et du nombre des atomes lors d’une réaction chimique Une réaction chimique est représentée par une équation bilan qui traduit la

réorganisation des atomes de réactifs pour donner les produits. Il faut savoir que pendant une réaction chimique le nombre d’atomes et les types d’atomes ne changent pas. 16. Écrivez l’équation-bilan de la réaction de l’oxydation du fer en utilisant les

formules chimiques des molécules. Représentez schématiquement ce bilan en dessinant les molécules.


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17. Lisez le texte suivant.

Analyse de l'air de l'atmosphère, sa résolution en deux fluides élastiques, l'un respirable, l'autre non respirable.

J'ai pris (pl. II, fig.14) un matras A de 36 pouces cubiques environ (1) de capacité, dont le col BCDE était très long, et avait 6 à 7 lignes de grosseur (2) intérieurement. Je l'ai courbé, comme on le voit représenté (pl. IV, fig.2), de manière qu'il pût être placé dans un fourneau MMNN, tandis que l'extrémité E de son col irait s'engager sous la cloche FG, placée dans un bain de mercure RRSS. J'ai introduit dans ce matras 4 onces de mercure très pur, puis, en suçant (3) avec un siphon que j'ai introduit sous la cloche FG, j'ai élevé le mercure jusqu'en LL ; j'ai marqué soigneusement cette hauteur avec une bande de papier collé, et j'ai observé exactement le baromètre et le thermomètre. Les choses ainsi préparées, j'ai allumé du feu dans le fourneau MMNN, et je l'ai entretenu presque continuellement pendant douze jours, de manière que le mercure fût échauffé jusqu'au degré nécessaire pour le faire bouillir. Il ne s'est rien passé de remarquable pendant tout le premier jour… …Le second jour, j'ai commencé à voir nager sur la surface du mercure de petites parcelles (4) rouges, qui, pendant quatre ou cinq jours, ont augmenté en nombre et en volume, après quoi elles ont cessé de grossir et sont restées absolument dans le mène état. Au bout de douze jours, voyant que la calcination du mercure ne faisait plus aucun progrès, j'ai éteint le feu et j'ai laissé refroidir les vaisseaux. Le volume de l'air contenu, tant dans le matras que dans son col et sous la partie vide de la cloche, réduit à une pression de 28 pouces et à 10 degrés du thermomètre, était, avant l'opération, de 50 pouces cubiques environ (1). Lorsque l'opération a été finie, ce même volume, à pression et à température égales, ne s'est plus trouvé que (5) de 42 à 43 pouces ; il y avait eu par conséquent une diminution de volume d'un sixième environ (1). D'un autre côté, ayant rassemblé soigneusement les parcelles (4) rouges qui s'étaient formées, et les ayant séparées, autant qu'il était possible, du mercure coulant dont elles étaient baignées, leur poids s'est trouvé de 45 grains. …L'air qui restait après cette opération, et qui avait été réduit aux cinq sixièmes de son volume par la calcination du mercure, n'était plus propre à la respiration ni à la combustion; car les animaux qu'on y introduisait y périssaient en peu d'instants (7), et les lumières s'y éteignaient sur-le-champ, comme si on les eût plongées dans de l'eau.


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« Traité élémentaire de chimie ». Chapitre III. Antoine Laurent de Lavoisier (1787)

Annotations : Cet extrait comporte des expressions et des termes anciens. Par exemple, de nos jours la structure (1) « de … pouces cubiques environ » se dirait aujourd’hui « d’environ … pouces cubiques. On emploie l’épaisseur pour parles de grosseur (2). On utilise le terme aspirer au lieu de sucer (3). Le mot parcelle (4) signifie aujourd’hui « terrain délimité », dans le texte on pourrait le substituer par tâche. Les expressions (5) et (6) se diraient « le volume … ne mesurait plus que » « … elles pesaient … ». Aujourd’hui on ne dit plus « en peu d’instants » (7) mais « en (ou dans) quelques instants » « dans un moment »… 18. Répondez :

a) Le traité élémentaire de chimie fut écrit par Antoine de Lavoisier en 1787. Qu’est-ce qui se passait en France à cette époque ? Et, en Espagne ?

b) Exprimer en langage scientifique contemporain les termes suivants : - degré nécessaire pour le faire bouillir - calcination - vaisseaux - c) Indiquez les connaissances des scientifiques à l’époque de Lavoisier.

- La théorie atomique. - La composition de l’air. - L’existence des molécules. - La pression atmosphérique et sa mesure. - La mesure de la température. - L’existence de changements chimiques. - Les éléments chimiques actuels. - Le mécanisme des réactions d’oxydation. - La loi de conservation de la masse.

d) Quelles sont les unités de mesure employées dans cette expérience ?

Convertir en unités de Système International les valeurs des grandeurs énoncées dans le texte. Données : 1 pouce = 2’71 cm 1 ligne = 2’31 mm 76 cm de mercure = 101.300 Pa 1 once = 35 g 1 grain = 53’3 mg

e) Indiquez sur la figure les noms des instruments et des substances employées

dans l’expérience.


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f) Qu’est-ce qu’il y avait dans le matras ? Et sous la cloche ? __________________________________________________________ __________________________________________________________

g) Quels sont les changements que Lavoisier observa ? __________________________________________________________ __________________________________________________________

h) Comment est-ce qu’on a mesuré les changements de l’air qu’il y avait sous la

cloche ? __________________________________________________________ __________________________________________________________

i) La réaction chimique qui a lieu dans le matras, est-elle lente ou rapide ?

__________________________________________________________ __________________________________________________________

j) Quelles sont les caractéristiques de la méthode employée par Lavoisier ?

__________________________________________________________ __________________________________________________________

k) Qu’est-ce qu’on peut déduire sur la composition de l’air ?

__________________________________________________________ __________________________________________________________

l) Maintenant, nous savons que la réaction chimique est : Mercure +______________→ _______________


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19. Indiquez si les équations bilan suivantes sont correctes ou pas. Expliquez la réponse. a) S8 + O2 → SO2 + H2O b) N2 + O2 → N2O5

c) HCl + Ca(OH)2 → CaCl2 + H2O

20. Faites le bilan des équations suivantes : 1) FeS + HCl → H2S + FeCl2 2) KNO3 → KNO2 + O2 3) Pb(NO3)2 → PbO + NO2 + O2 4) Na + H2O → NaOH + H2 5) Fe + H2O →Fe3O4 + H2 6) C2H5OH + O2 → CO2 + H2O 7) Fe3O4 + H2 → Fe + H2O 8) CO2 + NaOH → NaHCO3 9) NaCl + H2SO4 → HCl + NaHSO4 10) CaC2 + H2O → C2H2 + Ca(OH)2 11) C8H18 + O2 → CO2 + H2O 12) CaCO3 → CaO + CO2


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La combustion des composés du carbone

Les composés du carbone, appelés aussi composés organiques, sont des substances dont les molécules contiennent des atomes de carbone et d’hydrogène. Elles peuvent avoir d’autres sortes d’atomes, c’est-à-dire, d’autres éléments, comme l’oxygène. Il y a une grande quantité de composés du carbone, aussi bien naturels qu’artificiels. Quelques composés du carbone : le butane, C4H10, le propane, C3H8, l’alcool, C2H6O et le sucre, C12H22O11.

D’habitude, on emploie une grande quantité de matériaux constitués par les

composés du carbone: le papier, le bois, le carton, les plastiques. Ce sont des matériaux organiques. Après les avoir chauffé, ils brûlent facilement à l’air libre et libèrent beaucoup d’énergie. Nous allons étudier les produits de la combustion des substances et des matériaux organiques. 21. Réalisez le montage schématisé sur la figure ci-dessous et complétez le

tableau.

A Substance organique ou matériel organique. B ______________ pour recueillir les gaz. C Pince en ________ D Tube qui conduit les gaz provenant de la combustion. E Tube en verre qui contient du sulfate de cuivre anhydre. F Flacon contenant de l’eau de chaux. G Trompe à eau qui provoque la circulation des _______

Faites brûler différentes substances ou matériaux organiques. Faites attention ! La combustion de matériaux plastiques dégage quelquefois des gaz très toxiques. Observations : 22. Qu’est-ce qui se passe lorsque l’entonnoir empêche le contact de la substance

ou le matériel avec l’air ? ______________________________________

A

B

D

C

E

F

G


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23. De la buée se forme sur les parois de l’___________ et le sulfate de cuivre anhydre, de couleur blanche, devient _____________ Donc l’eau, H2O, est un produit de la combustion.

24. L’eau de chaux se ____________ donc il y a présence de dioxyde de carbone,

CO2. Le papier, le carton, le bois ou certaines types de plastiques brûlent en dégageant des fumées noires. Il reste quelques cendres grises à la fin de la combustion. Interprétation

La présence de l’air, qui contient dioxygène, O2, est nécessaire pour la combustion.

La couleur noire des fumées, si elles se produisent, s’explique par la formation de fines particules de carbone, C, solides dans le gaz de combustion. L’eau de chaux troublée indique la présence de dioxyde de carbone, CO2, dans le gaz de combustion.

Le changement de couleur du sulfate de cuivre indique la présence d’eau, H2O. S’il y a des cendres, elles sont dues à diverses substances minérales que contiennent les matériaux. On peut représenter la réaction chimique : Substance organique + oxygène → dioxyde de carbone + eau ou Substance organique + O2 (g) → CO2 (g) + H2O (g)

D’où proviennent les atomes de carbone et les atomes d’hydrogène ? La formation de CO2 montre que la substance organique contient des atomes de

carbone. La formation de H2O indique que la substance organique contient des atomes d’hydrogène. Bien que CO2 et H2O contiennent aussi des atomes d’oxygène, nous ne savons pas si ces atomes d’oxygène proviennent de la substance organique ou du dioxygène de l’air.

25. Parmi les substances suivantes, lesquels ne sont pas organiques? Ammoniac, NH3. Benzène, C6H6. Alcool, C2H6O.

Dioxyde de soufre, SO2. Fer, Fe. Butane, C4H10.

26. Indiquez des objets constitués de matériaux organiques ? _____________________________________________________________

Substance organique

O2 CO2 + H2O


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27. Recopiez et complétez le texte ci-dessous. Les matières plastiques sont formées essentiellement par des atomes de _______ et d’___________ Leur combustion dégage du ____________ et de l’_____________, mais quelquefois aussi des gaz très ________________

Acides et bases

Les substances ont des caractéristiques que nous pouvons déceler facilement : leur couleur, leur odeur. Mais elles possèdent aussi d’autres moins évidents comme l’acidité ou la basicité.

Dans la vie de tous les jours comme dans l’industrie, les acides et les bases sont

très employés.

28. Indiquez les noms des acides qui font partie de la composition des produits antérieurs.

________________________________________________________________ ________________________________________________________________

29. Cherchez les formules de ces acides. ________________________________________________________________ ________________________________________________________________

On trouve aussi fréquemment des substances basiques.

SODA AUX EXTRAITS VEGETAUX Ingrédients : eau gazéifiée, colorant : caramel, acidifiants : acide phosphorique et acide citrique, édulcorants artificiels : aspartame, acésulfame K et saccharine.

3% acide acétique

DÉBOUCHEUR

10% Acide chlorhydrique

ASPIRINE Acide acétylsalicylique

ANTIACIDE

hydroxyde d’aluminium

Avec ammoniaque

Coloration Permanente

Bicarbonate de sodium

LEVURE

Avec soude caustique


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30. Indiquez les noms des bases qui font partie de la composition des produits antérieurs. __________________________________________________________

31. Cherchez les formules de ces bases. ________________________________________________________________ ________________________________________________________________

L’acide citrique, l’acide phosphorique et l’acide acétique,

sont des acides faibles. L’acide chlorhydrique est un acide fort, il est corrosif. Les acides ont un goût aigre.

Le bicarbonate de sodium, l’ammoniaque et l’hydroxyde d’aluminium, sont de

faibles bases. L’hydroxyde de sodium, est une base forte. De même, les bases fortes sont corrosives. Les solutions aqueuses des bases sont visqueuses, savonneuses, au toucher. Les bases ont un goût amer.

L’eau pure, les solutions de beaucoup de sels et, par exemple l’eau sucrée, sont

neutres. Elles ne sont ni acides ni basiques. Pour renseigner sur la force des acides et des bases on a établi le pH. Une solution

neutre a un pH égal à 7, une solution acide a un pH inférieur à 7, une solution basique a un pH supérieur à 7.

32. La soude caustique est une substance que l’on emploie fréquemment dans les laboratoires.

- Pourquoi faut-il prendre des précautions avec la soude caustique ? _______________________________

- Une solution de soude caustique est acide ou basique ? - La valeur du pH d’une solution de soude caustique est

inférieure/supérieure à _________

Soude Caustique NaOH 97%

7 140

neutreacide basique

Substance corrosive

7 8 9 10 11 12 13 6 5 4 3 2 1 0

Eau pure Suc gastrique

Salive Océan

sang

vinaigre lessive

Solution concentrée d’ammoniaque


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Identification des acides et des bases

D’habitude, on utilise le papier indicateur ou des indicateurs colorés (qui changent de couleur) pour déterminer si une dissolution est acide ou basique. Le papier indicateur est un papier imprégné d’un mélange des indicateurs colorés, dont la couleur change avec l’acidité ou la basicité.

Le papier prend une couleur bien définie lorsqu’il est un contact avec une solution. Pour mesurer le pH d’une solution avec un papier-pH :

1. Placez dans une boite de Pétri un morceau de

papier-pH 2. Prélevez un peu de solution, dont on veut

déterminer le pH, à l’aide d’une tige en verre ou d’une pipette propre.

3. Déposez une goutte de la solution sur le papier-

pH 4. Comparez immédiatement la teinte prise par le

papier-pH avec l’échelle des teintes située sur la boite de papier pH. En déduire le pH de la solution.

33. Mesurez, à l’aide d’un papier-pH, le pH des solutions suivantes : vinaigre, jus de citron, solution d’acide chlorhydrique, eau savonneuse, lessive, solution de soude caustique. Notez les résultats dans la grille.

Solution

pH

34. Recopiez les phrases en les complétant.

- Une solution basique a un pH _____________ à 7. - Le papier-pH change de ____________ avec le pH. - Le vinaigre est une solution ______________. - Les bases sont des substances au goût _________ et _______________

au toucher. - Uns solution est d’autant plus _____________ que son pH est plus faible.

1

2

3

45 6

7

8

91

pH = 2


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D’autres propriétés des acides et des bases 1. Conduction électrique

Pou vérifier si les solutions aqueuses acides et basiques sont conductrices de

l’électricité ou pas, il faut réaliser le circuit ci-dessous, avec un générateur, un ampèremètre, deux électrodes et un bécher contenant la solution.

35. Complétez le schéma suivant.

Si la solution est conductrice, c’est-à-dire, qu’elle contient des ions, l’ampèremètre

montre l’existence d’un courant électrique dans le circuit fermé. 36. Vérifiez, à l’aide du circuit antérieur, si les solutions suivantes sont

conductrices : vinaigre, jus du citron, solution d’acide chlorhydrique, eau savonneuse, lessive, solution de soude caustique. Notez les résultats dans la grille.

Solution

Conductibilité électrique

37. Quelle est la conclusion de cette expérience ? _____________________________________________________________ ______________________________________________________________________

Les solutions acides et basiques, quel que soit leur pH, sont conductrices de l’électricité.


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2. Réaction avec les métaux Les acides réagissent avec les métaux pour former du dihydrogène. Pour le vérifier, faites l’expérience suivante.

On peut identifier le gaz produit comme du dihydrogène.

38. Réaliser l’expérience avec les solutions acides suivantes : solution d’acide

chlorhydrique, HCl, solution d’acide acétique CH3COOH, solution d’acide sulfurique, H2SO4.

39. Quelle est la conclusion de cette expérience ? _____________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 40. Laquelle de ces propriétés sert à identifier le dihydrogène ?

a) Il est un bon comburant. b) Il trouble l’eau de chaux. c) Il s’enflamme.

41. Complétez les équations chimiques suivantes et faites le bilan. Zn (s) + HCl (aq) → ZnCl2(aq) + ____ (g) __ (s) + HCl (aq) → AlCl3(aq) + H2 (g) Zn (s) + H2SO4 (aq) → ZnSO4 (aq) + ____ (g) __ (s) + H2SO4 (aq) → Al2(SO4)3 (aq) + H2 (g) 42. Répétez l’expérience antérieure avec les solutions basiques suivantes : eau

savonneuse, lessive, solution de soude caustique. 43. Quelle est la conclusion de cette expérience ? _____________________________________________________________ ______________________________________________________________________

1. Remplissez à moitié un tube à essais avec la solution d’un acide que l’on veut étudier.

2. Ajoutez un petit morceau de zinc ou d’aluminium. Vous observerez des bulles de gaz.


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3. Réaction avec le carbonate de calcium Les acides réagissent avec le carbonate de calcium pour former du dioxyde de carbone. Pour le vérifier, faites l’expérience suivante.

On peut identifier le gaz produit comme du dioxyde de carbone.

44. Réaliser l’expérience avec les solutions acides suivantes : solution d’acide

chlorhydrique, HCl, solution d’acide acétique CH3COOH, solution d’acide sulfurique, H2SO4.

45. Quelle est la conclusion de cette expérience ? _____________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 46. Laquelle de ces propriétés sert à identifier le dioxyde de carbone ?

a) C’est un bon comburant. b) Il trouble l’eau de chaux. c) Il s’enflamme.

47. Complétez les équations chimiques suivantes et faites le bilan. CaCO3 (s) + HCl (aq) → CaCl2(aq) + H2O (l) + ____ (g) CaCO3 (s) + H2SO4 (aq) → CaSO4 (aq) + _______ + CO2 (g) 48. Répétez l’expérience antérieure avec les solutions basiques suivantes : eau

savonneuse, lessive, solution de soude caustique. 49. Quelle est la conclusion de cette expérience ? _____________________________________________________________ ______________________________________________________________________

1. Versez dans un tube à essais environ 10 mL de la solution d’un acide que l’on veut étudier.

2. Ajoutez un petit morceau de marbre ou de craie de carbonate de calcium. Vous observerez des bulles de gaz.


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50. Complétez le tableau suivant :

ACIDES BASES PR

OPR

IÉTÉ

S

51. Fabriquez à la maison un indicateur. Il vous faut : un morceau de chou rouge, de l’eau distillée, un couteau et une planche à découper, une casserole, un filtre à café, un pot.

52. Ajoutez quelques gouttes de jus de citron à un verre contenant l'indicateur. Quelle est la couleur de l'indicateur mélangé avec une solution acide? ______________________________________________________

53. Ajoutez quelques gouttes de solution de bicarbonate de soude dans un verre contenant l'indicateur. Quelle est la couleur de l'indicateur mélangé avec une solution basique? ___________________________________________

Coupez le chou en fines lamelles. Faites bouillir un litre d’eau dans une casserole.

Versez le chou rouge et arrêtez la cuisson.

Laissez reposer une bonne demi-heure. Lorsque la préparation sera bien refroidie, filtrez-la et conservez-la dans un pot.


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54. En employant le chou rouge comme indicateur, dites si les substances suivantes sont acides ou basiques: du dentifrice, du yaourt, de la salive, de l’eau du robinet, de l’eau de pluie...

55. Remplissez la grille. 1 13

2 11

3 12 3 16 4 14

5 17

6 15

7

8 9 10

1. Substance qui a un goût aigre et qui réagit avec les métaux pour former du

dihydrogène. 2. Substance basique qui a un pouvoir colorant sur les cheveux. 3. Substance basique que l'on emploie pour le nettoyage des fours. 4. Une solution _______ a un pH supérieur à 7. 5. Métal qui réagit avec les acides. 6. Grandeur physique qui mesure l’acidité ou la basicité des substances. 7. Produit utilisé en pâtisserie pour faire gonfler la pâte, contenant du bicarbonate de

calcium. 8. Fruit dont le jus est une solution acide. 9. Mélange homogène. 10. L’acide acétique est une base _______ 11. Acide qui n’est pas faible. 12. Pour les canalisations. 13. Cette substance pure a un pH égal à 7. 14. Si son pH, qui est égal à 7’4, se modifie, il y a danger de mort. 15. Un acide fort est ___________ 16. Substance qui réagit avec les acides ou les bases en changeant sa couleur. 17. Une solution acide ou basique est ______________ de l’électricité.


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Le film « Les palmes de M. Schutz » Synopsis En cette toute fin du 19ème siècle, Pierre Curie coulerait des jours paisibles et studieux dans son laboratoire de l’Ecole de Physique et chimie de Paris, en compagnie de son collègue Gustave Bémont, si le directeur de l’école, M. Schutz, obsédé par les honneurs, n’essayait pas par tous les moyens de lui extorquer des communiqués destinés à faire bonne impression sur les membres de l’Académie des Sciences, afin d’obtenir - pour son compte personnel – les prestigieuses Palmes Académiques. Dernière trouvaille de Schutz pour doper le rendement du labo: une étudiante polonaise du nom de Marie Sklodowska, que Pierre Curie est bien obligé d’accepter. De ce chercheur timide, intègre et réservé, Marie ne fera qu’une bouchée. Avant même de réaliser ce qui lui arrive, Pierre voit son laboratoire transformé en cuisine où mitonnent des plats slaves, où se fabrique de la dynamite destinée aux résistants polonais et où macère une vodka aux herbes aux vertus toutes aussi explosives. Ces quelques facéties passées, Pierre découvre chez Marie de grandes aptitudes scientifiques et, autant pour satisfaire aux exigences de Schutz que pour relever le défi le plus hardi que la science de leur temps dresse devant eux, Pierre et Marie vont s’atteler à la tâche et découvrir successivement la radioactivité, le radium et, en chemin le très grand amour.

http://www.unifrance.org/films/detail_film.asp?cfilm=13787&CommonUser=&langue=21004

1. Quelle est l’origine de Marie ?

2. Quel était le sujet de sa thèse ?

3. Quel est l’élément découvert par Pierre et Marie Curie ?

4. Expliquez le raisonnement fait par Pierre et Marie pour conclure que dans

le minéral d’uranium il y a un autre élément radioactif.

5. Qu’est –ce qu’ils doivent faire pour démontrer son existence ?

6. Qu’est-ce que la radioactivité ? Déterminez ce que cette découverte a

apporté de positif et de négatif dans notre monde.


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7. Qu’est-ce que l’Académie des Sciences ? Quelles sont ses fonctions ?

Réponse sur le site www.academie-sciences.fr

8. Le film traite de la division radicale entre la science pure (celle destinée à

la construction de connaissances ayant pour but le bien commun) et la

science industrielle (ayant pour objectif l’obtention de brevets et de

bénéfices économiques. Quels sont les personnages du film qui montrent

ces orientations ?

9. Ces deux variations, ont-elles la même reconnaissance sociale ?

10. Quelles récompenses peuvent obtenir les deux types de scientifiques ?

11. Ces deux options, ont-elles la même reconnaissance morale ?

12. Quelles sont les valeurs et les qualités morales attribuées à un

« scientifique pure » ?

13. Comment déculpabilise-t-on le personnage de Gustave Bémont qui a choisi la

science industrielle ?

14. Pensez-vous que, de nos jours, la division entre la science pure et la science

appliquée soit réelle ?

15. Le film aborde le processus de la découverte scientifique. Evaluer

l’importance attribuée dans le film aux facteurs suivants :

- La disponibilité de moyens techniques. - L’ingéniosité, l’inventivité. - Le dévouement. - La disponibilité de moyens économiques. - Le hasard. - L’échange d’information avec d’autres scientifiques. - La capacité à négocier.

16. Aujourd'hui encore, si l'on demande de nommer une scientifique connue, le premier nom cité est celui de Marie Curie. Mais, le nombre de femmes scientifiques renommées n’est pas nombreux. Il faut se rendre à l'évidence, l'histoire des sciences en général est écrite au masculin. Des questions surgissent : les femmes étaient-elles nombreuses, le sont-elles davantage à notre époque et si leur nombre s'est accru, à quoi cela tient-il ? Dans quelles disciplines sont-elles plus nombreuses et pourquoi ? Exercent-elles des fonctions de responsabilité ?

Consulter le site: http://www.unesco.org/science/femmes_promotion.shtml

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L’oxydation du fer€¦ · Une réaction chimique est une transformation de la matière. ... Mais ils avaient beau être innombrables et différents les uns des ... Lisez le texte