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Savoir-faire - Parcours d'apprentissage

	Pour commencer	Différenciation	Pour s'entraîner
Identifier une espèce chimique par ses propriétés physiques :	18		32
Identifier une espèce chimique par des tests chimiques :	20
Décrire un mélange d'espèces chimiques :	15
Décrire la composition d'un système :	14	22 23 24	31
Utiliser la CCM :	21

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Pour commencer

Corps purs et mélanges

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13
Analyser des produits ménagers

✔ APP : Maîtriser le vocabulaire du cours

Il existe de très nombreux produits ménagers. Le vinaigre ménager, utilisé pour détartrer les robinetteries et les carrelages, contient de l'eau (\text{H}_{2}\text{O}) et 14 % d'acide acétique (\text{C}_{2}\text{H}_{4}\text{O}_{2}). L'alcool à brûler, utilisé pour nettoyer les vitres, est constitué d'éthanol (\text{C}_{2}\text{H}_{6}\text{O}), de méthanol (\text{C}\text{H}_{4}\text{O}) et d'eau (\text{H}_{2}\text{O}). L'ammoniaque, utilisée pour raviver les couleurs des tapis, est une solution qui contient de l'ammoniac (\text{NH}_{3}) dissous dans l'eau (\text{H}_{2}\text{O}). L'eau déminéralisée, utilisée pour éviter les dépôts de calcaire dans les fers à repasser, ne contient plus de minéraux (ions).

1. Lister les espèces chimiques présentes dans ces produits ménagers.

2. Ces produits ménagers sont-ils des corps purs ou des mélanges ?

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14
Connaître la composition de l'air

✔ APP : Maîtriser le vocabulaire du cours

L'air est un mélange de gaz.

1. Quels sont les deux gaz majoritaires présents dans l'air ?

2. Quelle est la composition, exprimée en pourcentage, de l'air ?

3. Calculer la masse, exprimée en grammes, d'un litre d'air.

Détail de <q>La Conquête de l'air </q> (1913), peinture de Roger de La Fresnaye. Trois personnages regardent un ciel nuageux, symbolisant l'aviation.

Roger de La Fresnaye, La Conquête de l'air (détail), 1913.

Donnée

Masse volumique de l'air : \rho_{air} = 1,225 kg·m^-3 à 15 °C.

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15
Représenter le contenu d'une éprouvette

✔ APP : Extraire l'information utile dans un texte
✔ APP : Faire un brouillon comprenant un schéma

On introduit dans une éprouvette graduée 20 mL d'eau et 30 mL de cyclohexane. Ces deux liquides sont incolores et non miscibles entre eux.

Dessiner le contenu de l'éprouvette graduée.

Données

Densité :

de l'eau : d_{eau} = 1,00 ;
du cyclohexane : d_{cyclohexane} = 0,779.

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Propriétés physiques

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16
Connaître le vocabulaire

✔ APP : Maîtriser le vocabulaire du cours

On considère une espèce chimique pure, dont la température d'ébullition est \theta_{éb} et la température de fusion est notée \theta_{f}.
Reproduire et compléter le schéma ci-après en indiquant :

l'état physique dans lequel se trouve l'espèce chimique pour différentes températures \theta ;
la température de changement d'état \theta_{éb} et \theta_{f}.

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17
Calculer une densité

✔ VAL : Appliquer une relation entre grandeurs physiques
La masse volumique du zinc solide est \rho_{zinc} = 7,13 g·cm^-3, celle du cuivre solide est \rho_{cuivre} = 8 960 kg·m^-3 et celle du fer \rho_{fer} = 7,87 kg·dm^-3.

Calculer la densité de ces métaux à 20 °C.

Donnée

Masse volumique de l'eau : \rho_{eau} = 1,00 g·cm^-3.

Doc. 1
Tuyaux en cuivre

Photographie d'un réseau complexe de tuyaux et conduits métalliques industriels sur un mur sombre.

Doc. 2
Tôle en zinc

Photographie de tôles ondulées en zinc, empilées et entreposées. Aspect métallique brillant.

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C
Solubilité de l'acide salicylique

✔ MATH : pratiquer le calcul numérique : proportionnalité

On dissout 1,0 g d'acide salicylique (\text{C}_7\text{H}_6\text{O}_3) dans 150 mL d'eau à 60°C. Puis, on refroidit la solution jusqu'à une température de 20°C. On constate que 700 mg d'acide salicylique précipite.

1. Justifier par un calcul que tout l'acide salicylique ajouté dans l'eau à 60°C s'est dissout.

2. Calculer la solubilité s′ de l'acide salicylique dans l'eau à 20°C.

Donnée
Solubilité de l'acide salicylique dans l'eau à 60°C : s = 9{,}0 g·L⁻¹

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Identification d'espèces chimiques

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18
Identifier un liquide

✔ APP : Extraire l'information utile d'un schéma

On place un tube à essai contenant un liquide X dans un cristallisoir contenant un mélange réfrigérant (eau, glace et sel) et on mesure la température du liquide à intervalle de temps régulier.

La courbe donnant l'évolution de la température du liquide X en fonction du temps est donnée ci-dessous.

1. Pourquoi peut-on affirmer que ce corps est pur ?

2. Déterminer la température de fusion du corps.

3. En utilisant les données, en déduire le nom de ce corps pur.

Courbe donnant l'évolution de la température du liquide X en fonction du temps

Données

Température de fusion de quelques corps purs :

\theta_{f,eau} = 0 °C ;
\theta_{f,éthanol} = -114 °C ;
\theta_{f,cyclohexane} = 6,5 °C ;
\theta_{f,éther} = -116 °C ;
\theta_{f,pentan-3-ol} = -8 °C ;
\theta_{f,benzène} = 5,5 °C ;
\theta_{f,méthanamide} = 2,5 °C.

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19
La respiration des plantes

✔ APP : Maîtriser le vocabulaire du cours

On sait que les plantes vertes consomment du dioxyde de carbone et rejettent du dioxygène pour leur croissance. Mais est-ce toujours le cas ?

Pour tester cela, on récupère le gaz produit par une plante en journée au soleil d'une part et la nuit de l'autre.

Le gaz produit en journée permet de rallumer une flamme et ne réagit pas au contact de l'eau de chaux. À l'inverse, le gaz produit la nuit ne rallume pas de flamme, mais produit un précipité blanc au contact de l'eau de chaux.

Identifier les deux gaz produits par la plante le jour et la nuit et conclure.

Photographie d'une forêt tropicale dense et luxuriante. Arbres et végétation verte abondante.

Forêt primaire, Australie.

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20
Solution inconnue

✔ COM : Compte rendu avec un vocabulaire scientifique rigoureux

Rami a préparé une solution aqueuse et vous met au défi de retrouver les ions présents dans cette solution. Une série de tests a été réalisée dont les résultats sont regroupés dans le tableau ci-dessous :

Réactif	Résultat du test
Nitrate d'argent	Positif
Soude	Négatif
Chlorure de baryum	Négatif
Oxalate d'ammonium	Positif

1. Faire le schéma type de l'expérience à réaliser pour faire ces tests.

2. Déterminer la nature des ions présents dans la solution réalisée par Rami.

3. La solution est-elle un corps pur ou un mélange ?

Photographie : tube à essai avec liquide bleu turquoise, test positif à la soude.

Photo : tube à essai avec liquide transparent, couche verdâtre et jaune-brun. Test positif à la soude.

Photographie d'un tube à essai contenant un liquide jaune-orangé, résultat positif d'un test chimique.

Exemples de tests positifs avec le réactif soude.

❯ Tests d'ions en solution aqueuse :

Ion	Réactif utilisé	Observations
Chlorure Cl^-	Nitrate d'argent	Précipité blanc qui noircit à la lumière
Cuivre II Cu²⁺	Soude	Précipité bleu
Calcium Ca²⁺	Oxalate d'ammonium	Précipité blanc
Fer II Fe²⁺	Soude	Précipité vert
Fer III Fe³⁺	Soude	Précipité orange
Sulfate SO\bf{^{2-}_{4}}	Chlorure de baryum	Précipité blanc
Sodium Na⁺	Test à la flamme	Flamme jaune
Potassium K⁺	Test à la flamme	Flamme violette

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21
Analyser une CCM

✔ APP : Maîtriser le vocabulaire du cours

La chromatographie sur couche mince (CCM) est une technique utilisée pour séparer et identifi er les constituants d'un mélange, par migration le long d'une couche de papier. On réalise la CCM d'un mélange M.

1. Reproduire et légender le schéma a.

Cliquez pour accéder à une zone de dessin

2. Quelles sont les informations apportées par cette CCM sur la composition du mélange M ?

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Une notion, trois exercices
Différenciation

Savoir-faire : Savoir manipuler les relations.

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22
Composition de l'air

✔ VAL : Appliquer une relation entre grandeurs physiques

Dans une enceinte de 80 L d'air, on estime qu'il y a environ 17 L de dioxygène et 62 L de diazote.

1. Ces gaz sont-ils les seuls présents dans l'enceinte ?

2. Calculer le pourcentage en volume de chaque composant de l'air cité ici.

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23
L'air expiré

✔ VAL : Appliquer une relation entre grandeurs physiques

À cause du processus de respiration, la composition de l'air inspiré n'est pas la même que celle de l'air expiré. Seule une partie du volume total des poumons correspond à l'air respiré : c'est le volume d'air courant, d'environ 500 mL.
On mesure la composition en volume de l'air dans les poumons avant expiration : 79 % de diazote, 16,5 % de dioxygène, 4,5 % de dioxyde de carbone.

1. Le volume d'air dans les poumons est de 6 L, calculer le volume de dioxyde de carbone dans les poumons avant expiration.

2. On considère que le dioxyde de carbone provient uniquement du volume courant. Calculer le pourcentage de dioxyde de carbone dans le volume courant.

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24
Le trimix

✔ VAL : Appliquer une relation entre grandeurs physiques

Le trimix est un mélange de gaz utilisé pour la plongée.

À partir des masses de chaque gaz contenu dans la bouteille, calculer le pourcentage en volume de chaque gaz dans le trimix.

Données

Pour une bouteille de 12 kg :

masse de dioxygène : 3,3 kg ;
masse d'hélium : 600 g ;
masse de diazote : 8,1 kg.

Masse volumique du gaz à pression atmosphérique :

\rho(O₂) = 1,33 g·L^-1 ;
\rho(N₂) = 1,17 g·L^-1 ;
\rho(He) = 0,17 g·L^-1.

Identification des espèces chimiques

Composition des solutions aqueuses

Dénombrer les entités

Le noyau de l’atome

Le cortège électronique

Stabilité des entités chimiques

Modélisation des transformations physiques

Modélisation des transformations chimiques

Synthèse de molécules naturelles

Modélisation des transformations nucléaires

Décrire un mouvement

Modéliser une action sur un système

Principe d’inertie

Émission et perception d’un son

Analyse spectrale des ondes lumineuses

Propagation des ondes lumineuses

Signaux et capteurs

Fiches méthode

Fiches méthode compétences

Pour s'échauffer - Pour commencer

Savoir-faire - Parcours d'apprentissage