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Exercices

Exercice corrigé

12

Origine du nom hydrogène.

Le mot hydrogène est composé des racines grecques hydro qui signifie « eau » et gène qui signifie « engendrer ». Ce nom signifie donc « qui engendre l’eau ». L’hydrogène fut nommé ainsi par Antoine de Lavoisier (1743-1794). Lavoisier pratiqua la combustion, dans le dioxygène, du gaz formé par réaction d’un acide avec du fer. La combustion de ce gaz entraina la formation d’eau. C’est pourquoi il lui donna le nom d’hydrogène.

Étapes de la méthode

  • Plusieurs transformations de métal sous l’action d’un acide fonctionnent selon le schéma suivant : des ions hydrogène H+ prennent des électrons à un atome de métal, ce qui donne des ions du métal et des atomes H qui s’associent par paires et forment des molécules H2.
  • Pour un exemple particulier, l’énoncé contient les formules des espèces chimiques les moins courantes. Celles que l’on rencontre souvent sont évoquées à travers leurs propriétés les plus connues.
  • Une réaction de combustion fait intervenir du dioxygène O2 de façon générale.
  • Pour écrire une équation, il faut que le même nombre de chaque noyau d’atome figure dans les réactifs et dans les produits. Les électrons sont également conservés.

Corrigé :

  • 2 H+ + Fe \rightarrow Fe2+ + H2.
  • Le gaz formé est du dihydrogène.
  • On peut l’identifier avec une flamme qui produit une détonation caractéristique.
  • Les réactifs sont le dioxygène O2 et le dihydrogène H2.
  • Le produit formé est l’eau H2O.
  • L’équation de la réaction de combustion est O2 + 2 H2 \rightarrow 2 H2O.
13

Des canettes à protéger.

Je m'entraine

14

Trouve le bon pH.

Ismaël a dilué une solution acide de pH = 3,0, et met au défi Mélanie de trouver la solution qu’il a obtenue parmi deux autres.
15

Trouve le bon pH.

C’est au tour de Mélanie de diluer une solution basique de pH = 11,0. Elle défie Ismaël de trouver la solution qu’elle a obtenue parmi deux autres.
16

À chacun son diagramme.

19

Comparaison des techniques de mesure du pH.

20

Étiquette de sécurité et protection.

Thibault s’apprête à utiliser une solution d’acide sulfurique concentrée. Le pictogramme présent sur la bouteille l’interpelle.

Une notion, trois exercices

J'approfondis

23

Les mathématiques de la dilution.

Le facteur de dilution désigne le nombre de fois qu’une solution initiale a été diluée. Par exemple, une solution de volume initial Vi = 50 mL diluée d’un facteur 2 a un volume final Vf = 100 mL. Dans un protocole expérimental, la consigne sera par exemple : « Diluer 2 fois la solution initiale de 50 mL ». La formule mathématique reliant les deux volumes pour un facteur de dilution de 2 est donc Vf = 2 × Vi.
25

L’œuf rebondissant.

La réaction de la coquille d’œuf dans le vinaigre d’alcool permet d’obtenir après 24 h de réaction l’œuf cru sans sa coquille. Celle-ci est constituée des ions carbonate CO32− et des ions calcium Ca2+. Le vinaigre d’alcool blanc est constitué comme tous les vinaigres d’acide acétique CH3COOH. L’œuf obtenu après 24 h environ de réaction a un aspect translucide.
27

Vers la notion de dosage.

Le dosage est une technique utilisée pour déterminer la concentration d’une espèce en solution, par exemple celle d’un acide en solution dans le cas d’un dosage acido-basique. Ce dosage est volumétrique: on cherche le volume minimal de solution basique à introduire dans l’échantillon de solution acide que contient le bécher pour que chaque ion hydrogène initialement présent soit consommé par un ion hydroxyde apporté. Ci-dessous la courbe de dosage d’une solution d’acide chlorhydrique par de la soude.
29

L’incendie du Hindenburg.

Le Hindenburg est le plus grand ballon dirigeable commercial jamais réalisé. Il fut construit par la firme allemande Zeppelin et s’envola pour la première fois le 4 mars 1936. Un jour d’orage, il fit une escale à Lakehurst dans le New Jersey, le 6 mais 1937, et prit soudainement feu à l’atterrissage. Comme tous les gros ballons dirigeables de l’époque, le gaz utilisé pour le faire voler était du dihydrogène, moins cher et moins rare que l’hélium qui fut employé ensuite.

Je résous un problème

Le calcaire est une roche sédimentaire principalement composée de carbonate de calcium. C’est la roche la plus courante en France. Elle est reconnaissable à sa teinte blanche, caractéristique des craies. Elle est très soluble dans l’eau et présente la capacité de réagir avec des acides selon l’équation de réaction suivante :
H+ + HCO3- \rightarrow H2O + CO2.
Doc. 1
Quelques données sur le calcaire.

Parcours de compétences

Parcours de compétences

Certains métaux ne peuvent pas être utilisés pour conserver des produits acides. Quand on fait l’expérience ci-contre, des bulles de gaz se dégagent et la poudre d’aluminium disparait petit à petit. L’équation de la réaction est : 2 Al + 6 H+ \rightarrow 2 Al3+ + 3 H2.

Niveau 1 - J'identifie les résultats obtenus.

Coup de pouce : Dans l’équation de réaction, repère les formules chimiques des espèces qui réagissent ensemble, et celles des espèces qui se forment.

Niveau 3 - Je présente les idées qui permettent d'expliquer les résultats.

Coup de pouce : Explique comment se forment la molécule de dihydrogène (H2) et l’ion Al3+.

Niveau 2 - Je donne du sens aux résultats.

Coup de pouce : Compare les formules chimiques des espèces qui réagissent ensemble avec les formules de celles qui se forment.

Niveau 4 - J'interprète mes résultats en structurant mes arguments.

Coup de pouce : Dans cette équation de réaction, les noyaux d’atomes et les électrons sont-ils conservés ?
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Les documents ne sont pas disponibles
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DYS

Exercice 22 : Transformation chimique ou non ?

Amel ajoute de l’eau à une solution acide. Elle n’observe pas de changement à l’œil nu (hormis l’augmentation due au volume ajouté). À l’aide de papier-pH, elle constate que le pH de la solution a augmenté.

Question 1

Énoncé
Détermine si les observations présentées permettent de conclure qu’il y a eu une transformation chimique.

Question 2

Énoncé
Indique alors si le nombre d’ions H+ a varié ou non.

Question 3

Énoncé
Indique si le volume total de solution a augmenté ou non.

Question 4

Énoncé
Déduis-en si la variation de pH peut être expliquée malgré l’absence de transformation chimique.
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