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Physique-Chimie 2de

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HISTOIRE DES SCIENCES
29
Le calcium

APP : Extraire l’information de supports variés

Explosion Davy Humphry


Humphry Davy (1778-1829) est sans doute l’un des chimistes les plus acharnés et aventureux. Au péril de sa vie, il a mené de nombreuses expériences qui ont permis de découvrir de nouveaux métaux comme le calcium. Pour cela, il réalisa l’électrolyse du chlorure de calcium fondu CaCl2\text{CaCl}_2. Cette expérience consiste à décomposer une espèce chimique en faisant passer un courant électrique dans l’échantillon. Dans ce cas :

Ca2++2ClCa+Cl2\mathrm{Ca}^{2+}+2 \mathrm{Cl}^{-} \rightarrow \mathrm{Ca}+\mathrm{Cl}_{2}


Schéma électrique  Davy Humphry


1. Combien y a-t-il d’ions calcium et d’ions chlorure dans 10 g de CaCl2\text{CaCl}_2 ?


2. À quelles quantités de matière cela correspond-il ?


3. D’après l’équation-bilan, quelle quantité de matière de calcium obtiendra-t-on à l’issue de cette électrolyse ?


4. À quelle masse de calcium cela correspond-il ?


Données

  • Masses :
    m(Ca)=6,66×1026m(\text{Ca}) = 6\text{,}66 \times 10^{-26} kg ;
    m(Cl)=5,89×1026m(\text{Cl}) = 5\text{,}89 \times 10^{-26} kg ;
  • NA=6,02×1023N_A = 6\text{,}02 \times 10^{23} mol1^{-1}.
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30
Ajuster une équation de réaction

MOD : Utiliser le modèle de la transformation chimique

On trouve parfois des nombres fractionnaires dans une équation-bilan (ex. : H2+12O2H2O\mathrm{H}_{2}+\dfrac{1}{2} \mathrm{O}_{2} \rightarrow \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}) alors qu'il n'existe pas de demi-molécule !

1. Une équation-bilan est-elle une interprétation microscopique ou bien macroscopique d’une transformation chimique ?


2. S’interprète-t-elle en termes de nombre de molécules ou en moles de molécules ?


3. Peut-on alors écrire ainsi une équation-bilan ?


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Proposition de protocole

28
Préparation d'une solution TP

ANA : Élaborer un protocole

On souhaite préparer 50 mL d’une solution d'eau salé par dissolution de 0,10 mol de chlorure de sodium (NaCl).(\text{NaCl}).

solution chlorure sodium eau salé

1. Déterminer la masse correspondante de (NaCl).(\text{NaCl}).


2. Faire l’inventaire du matériel nécessaire pour préparer cette solution.


3. Décrire le protocole correspondant par des schémas légendés.


Données


Masses :
  • m(Na)=3,82×1026m(\text{Na}) = 3\text{,}82 \times 10^{-26} kg ;
  • m(Cl)=5,89×1026m(\text{Cl}) = 5\text{,}89 \times 10^{-26} kg.
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27
Réflexion de Dalton

MATH : Utiliser la proportionnalité

Réflexion de Dalton

Dalton (1766-1844) est sans conteste celui qui a donné à l’atome toute sa place dans la chimie. Il a fait réagir différentes espèces chimiques entre elles et il a montré qu’elles réagissent toujours dans des rapports de nombres d’entités entiers. Par exemple, Dalton a interprété ainsi la réaction entre l’hydrogène et l’oxygène : H+OHO.\text{H} + \text{O} \rightarrow \text{HO}.
Il a déterminé que l’hydrogène et l’oxygène réagissent dans les proportions d’1 g d’hydrogène pour 8 g d’oxygène.

1. Déterminer le nombre d’atomes dans 1 g d’hydrogène. De même dans 8 g d’oxygène. Cela vérifie-t-il le postulat de Dalton ?


Aujourd'hui, il a été démontré que : 2H2+O22H2O.2 \,\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2 \, \text{H}_2\text{O}.

2. Déterminer le nombre de molécules dans 1 g de dihydrogène pur et dans 8 g de dioxygène pur. Cela vérifie-t-il le postulat ?


3. D’après les résultats trouvés, expliquer pourquoi la deuxième équation-bilan est la bonne.


Données


Masses :
  • m(H)=1,67×1027m(\text{H}) = 1\text{,}67 \times 10^{-27} kg ;
  • m(O)=2,66×1026m(\text{O}) = 2\text{,}66 \times 10^{-26} kg.
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