Physique-Chimie Cycle 4

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Thème 1 - Organisation et transformations de la matière
Ch. 1
L'eau que nous buvons est-elle pure ?
Ch. 2
La matière : états, masse et volume
Ch. 3
Les changements d'état de la matière
Ch. 4
Les mélanges
Ch. 5
La matière à l'échelle microscopique
Ch. 6
Que trouve-t-on dans l'air ?
Ch. 7
Les transformations chimiques et la pollution
Ch. 8
Modélisation des transformations chimiques
Ch. 9
Les ions dans notre quotidien
Ch. 11
Introduction à la masse volumique
Ch. 12
La masse volumique
Ch. 13
La matière, dans l'espace et dans l'Univers
Ch. 14
De l'Univers aux atomes
Thème 2 - Mouvement et interactions
Ch. 15
Introduction à la vitesse et au mouvement
Ch. 16
Repérage de mouvement et mesure de vitesse
Ch. 17
Vitesse et mouvement
Ch. 18
Les interactions
Ch. 19
Les forces
Ch. 20
Le poids
Thème 3 - L'énergie et ses conversions
Ch. 21
Introduire la notion d'énergie
Ch. 22
Conversion et transfert de l'énergie
Ch. 23
La conservation de l'énergie
Ch. 24
Les circuits électriques
Ch. 25
La tension et l'intensité
Ch. 26
Relations entre grandeurs dans les circuits électriques
Ch. 27
Résistance et loi d'Ohm
Ch. 28
Puissance et énergie en électricité
Thème 4 - Des signaux pour observer et communiquer
Ch. 29
Le son
Ch. 30
La lumière
Ch. 31
Vitesse de propagation des signaux
Ch. 32
Des signaux au-delà de la perception humaine
Chapitre 3

La Physique-Chimie autrement

9 professeurs ont participé à cette page
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Histoire des sciences
La découverte du dihydrogène

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Doc. 1
Les observations de Théodore de Mayerne.

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Théodore de Mayerne [...] fut le premier à décrire, en 1700, la formation d'un gaz inflammable : « J'ai pris 8 onces de fer et j'ai versé dessus, dans une capsule de verre profonde, successivement 83 onces d'huile de vitriol1, et un peu d'eau. Il s'est fait une grande ébullition [...]. Il s'est élevé aussi une vapeur [qui] si on l'approche d'une chandelle, prend feu. »

1. Le vitriol est aujourd'hui nommé acide sulfurique (2 H+ SO42-).
D'après Les œuvres de Théodore Turquet de Mayerne, 1701.

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Questions
L'alchimie a connu son heure de gloire au Moyen Âge. Guidés par des théories erronées, les alchimistes ont pour seul vrai succès d'avoir mis au point de nombreuses techniques utilisées aujourd'hui : distillation, filtration, etc.

1. As-tu reconnu la « vapeur qui prend feu » dont parle Théodore de de Mayerne dans son expérience ?

2. Écris l'équation chimique de la réaction entre le fer et l'acide sulfurique.
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Objet d'étude
Une idée pour graver les circuits imprimés de téléphone

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Doc. 1
Principe de la gravure d'un circuit imprimé.

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Au lieu de déposer au fur et à mesure l'aluminium sur la plaque support du circuit pour dessiner les chemins, on procède à l'inverse : on dépose de l'aluminium sur toute la plaque et on l'enlève partout, sauf là où on a besoin qu'il reste : les chemins !
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Questions
Les circuits imprimés permettent de faire des circuits électriques avec des composants à taille réduites. Comment grave-t-on avec précision ces fins chemins de métal ?

1. Connais-tu un moyen de faire disparaitre l'aluminium métallique ?

2. Comment pourrait-on protéger l'aluminium des chemins pour qu'il ne soit pas consommé par la réaction ? Tu peux utiliser un matériau comme celui du récipient de l'acide : il ne réagissent pas ensemble !
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La Physique-Chimie au quotidien
Esprit scientifique

Une encre qui disparait et réapparait !

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Doc. 1
Un solution très bleue !

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Le saviez-vous ?

  • Un effaceur d'encre utilise le même principe : une réaction chimique transforme les molécules responsables du bleu en molécules incolores.
  • Le jus de chou rouge est très sensible à l'acidité. Violet, bleu, vert, jaune, rouge : selon le pH, sa couleur varie énormément.
  • Fabrique ton encre invisible : écris avec du jus de citron, révèle le message grâce à une source de chaleur (sèche-cheveux par exemple).
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Questions

Étapes de la fabrication :

  • Mets de l'eau chaude dans le verre et ajoute quelques gouttes d'encre bleue.
  • Verse du vinaigre, agite.
  • Verse du bicarbonate de sodium, agite à nouveau.
  • Verse du vinaigre, agite encore, etc.

Des questions à se poser :

1. Qu'est-ce qui te permet de dire ici que l'on observe des réactions chimiques ?

2. Le vinaigre et l'encre réagissent-ils entre eux ?

3. Le bicarbonate de sodium et le vinaigre réagissent-ils entre eux ?

4. Comment expliques-tu les changements de couleur observés ?

5. Comment mesurer l'acidité de la solution réalisée ?
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Matériel

  • De l'encre bleue effaçable.
  • Du vinaigre blanc.
  • Du bicarbonate de sodium (Na+ + HCO 3-).
  • De l'eau chaude.
  • Un grand verre transparent.
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Explication scientifique

Si une espèce chimique apparait ou disparait, alors il y a une réaction chimique : l'encre bleue « disparait » en réagissant avec l'acide acétique du vinaigre (en réalité, elle se transforme en une molécule incolore). Le bicarbonate ajouté réagit ensuite avec l'acide acétique ; comme la solution est moins acide, l'encre reprend sa forme précédente et redevient bleue. On peut évaluer l'acidité en mesurant le pH.

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