Physique-Chimie 3e
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Dossier Brevet
Thème 1 : Organisation et transformations de la matière
Ch. 1
De l'Univers aux atomes
Ch. 2
Les ions dans notre quotidien
Ch. 3
Quand les acides et les bases réagissent
Ch. 4
La masse volumique
Thème 2 : Mouvement et interactions
Ch. 5
Vitesse et mouvement
Ch. 6
Les forces
Ch. 7
Le poids
Thème 3 : L'énergie et ses conversions
Ch. 8
La conservation de l'énergie
Ch. 9
Résistance et loi d'Ohm
Ch. 10
Puissance et énergie en électricité
Thème 4 : Des signaux pour observer et communiquer
Ch. 11
Des signaux au-delà de la perception humaine
Chapitre 3

La Physique-Chimie autrement

Histoire des sciences
La découverte du dihydrogène

Doc. 1
Les observations de Théodore de Mayerne.

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 1</stamp> Les observations de Théodore de Mayerne.
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Crédits : Wellcome Images/Wikipedia

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.

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.

Objet d'étude
Une idée pour graver les circuits imprimés de téléphone

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

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 1</stamp> Principe de la gravure d'un circuit imprimé.
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Crédits : Kaveryn Kiryl/Shutterstock

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 !
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 !

La Physique-Chimie au quotidien
Esprit scientifique

Une encre qui disparait et réapparait !

Doc. 1
Un solution très bleue !

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 1</stamp> Un solution très bleue !
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Crédits : A. Aubert

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).

Matériel

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

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.

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 encore invisible : écris avec du jus de citron, révèle le message grâce à une source de chaleur (sèche-cheveux par exemple).
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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