Physique-Chimie 2de

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1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Identification des espèces chimiques
Ch. 2
Composition des solutions aqueuses
Ch. 3
Dénombrer les entités
Ch. 4
Le noyau de l’atome
Ch. 5
Le cortège électronique
Ch. 6
Stabilité des entités chimiques
Ch. 7
Modélisation des transformations physiques
Ch. 9
Synthèse de molécules naturelles
Ch. 10
Modélisation des transformations nucléaires
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Décrire un mouvement
Ch. 12
Modéliser une action sur un système
Ch. 13
Principe d’inertie
3. Ondes et signaux
Ch. 14
Émission et perception d’un son
Ch. 15
Analyse spectrale des ondes lumineuses
Ch. 16
Propagation des ondes lumineuses
Ch. 17
Signaux et capteurs
Méthode
Fiches méthode
Fiches méthode compétences
Annexes
Chapitre 8
Problèmes et tâches complexes

Modélisation des transformations chimiques

10 professeurs ont participé à cette page
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35
Électrolyse de l'eau

APP : Faire un brouillon

L'ammoniac, espèce utilisée dans de nombreuses industries (carburant, réfrigérant, fabrication d'engrais, etc.), est fabriqué à partir de dihydrogène. Ce dernier peut être produit par électrolyse de l'eau.

1. Écrire l'équation de réaction de formation de dihydrogène par électrolyse de l'eau.

2. Calculer le volume d'eau qui a été consommé pour produire 1 L de dihydrogène dans les conditions de l'expérience décrite ci-dessous.

Doc. 1
L'électrolyse de l'eau
Lors de son électrolyse, l'eau se décompose en deux gaz dont l'un est le dihydrogène.
Cette réaction n'est pas spontanée, il faut donc appliquer un courant électrique à une solution ionique pour réaliser cette décomposition. Le montage utilisé au laboratoire est le suivant :
L'électrolyse de l'eau
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Doc. 2
Observation suite à l'expérience
Une fois la réaction effectuée, on constate que l'on a obtenu un volume deux fois plus important d'un gaz que d'un autre.
Au laboratoire, on peut approcher une allumette de chacune des éprouvettes après les avoir retournées. On constate que l'une ravive le feu alors que l'autre produit un « pop ». Ce bruit est entendu pour l'éprouvette où il y a le plus de gaz formé.

Doc. 3
Expérience de l'électrolyse de l'eau
Placeholder pour Expérience de l'électrolyse de l'eauExpérience de l'électrolyse de l'eau
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Données

Dans les conditions de l'expérience :
  • Masse volumique de l'eau : \rho_\text{eau} = 1,00 kg·L-1 ;
  • Masse volumique du dihydrogène : \rho_\text{dihydrogène} = 0,083 1 g·L-1 ;
  • Masse volumique de l'autre gaz : \rho_\text{gaz} = 1,33 g·L-1.
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    A
    Réaction dans un airbag

    APP : Faire un brouillon

    Un airbag est un dispositif permettant d'éviter les chocs trop violents durant un accident de voiture. Lors d'une décélération trop importante du véhicule, un capteur déclenche une impulsion électrique qui enflamme la réserve d'azoture de sodium de formule NaN3 contenue dans le compartiment d'airbag. Il se forme deux produits : un des composants de l'air, le diazote de formule N2 et du sodium solide de formule Na.

    Le premier étant sous forme gazeuse, il gonfle le sac et permet de protéger les occupants de la voiture.

    Il faut 65 L de gaz pour gonfler un airbag à 25 °C et à 1 bar.

    Quelle est la masse d'azoture de sodium présente dans le réservoir ?

    Données

  • Constante des gazs parfaits : R = {8,}314 J⋅K-1⋅mol-1
  • 1 \, \text{bar}= 10^{5} Pa
  • 1 \, \text{m}^3= 103 L
  • 25 °\text{C}= 298 K

  • Doc. 1
    La masse de dix mille milliard de milliard de molécules

    Les molécules sont tellement petites qu'elles ne pèsent pas lourd. Ainsi, pour donner la masse d'une espèce, on parle de paquet de molécules appelé mole (de symbole mol). Une mole contient environ 6 \times 10^{23} molécules. Une mole de diazote a une masse de 28 g tandis qu'une mole d'azoture de sodium a une masse de 65 g.

    Doc. 2
    Propriétés de gazs parfaits
    Pour passer de la masse d'un gaz à son volume, il est possible d'utiliser la loi des gaz parfaits ainsi que la définition de la masse molaire.

    N=\dfrac{\rho\, \cdot\, V}{R\, \cdot \, T}

    m = M\cdot n

    Avec M, la masse molaire (masse d'une mole), \rho la pression en Pascal, V le volume en m3, R la constante des gaz parfaits et T la température en Kelvin.
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    Retour sur la problématique du chapitre

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    36
    Source de carbone ?

    MOD : Modéliser une transformation chimique : savoir décrire l'état initial

    On s'intéresse à la réaction de photosynthèse utilisée par les plantes pour leur développement. Afin de synthétiser la matière organique nécessaire à leur croissance, souvent du glucose de formule \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 , les plantes ont besoin d'eau ainsi que d'une source de carbone. Il existe deux sources principales de carbone présentes à la surface de la Terre : le carbone sous forme solide disponible dans les sédiments, et le dioxyde de carbone gazeux, composant de l'atmosphère à hauteur de 0,04 %.

    Pour déterminer quelle source de carbone participe à la photosynthèse, des scientifiques ont fait croître une plante dans une enceinte fermée et éclairée, contenant du dioxyde de carbone ainsi que de la terre humidifiée préalablement mélangée avec une source de carbone solide.
    D'après les capteurs placés dans l'enceinte, du dioxygène a été formé pendant cette expérience.

    Placeholder pour PhotosynthesePhotosynthese
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    Quelle est la source de carbone utile à la réaction de photosynthèse ?
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