Physique-Chimie 1re Spécialité

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1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 2
Composition chimique des solutions
Ch. 3
Évolution d'un système chimique
Ch. 4
Réactions d'oxydoréduction
Ch. 5
Détermination d'une quantité de matière par titrage
Livret Bac : Thème 1
Ch. 6
De la structure à la polarité d'une entité
Ch. 7
Interpréter les propriétés d’une espèce chimique
Ch. 8
Structure des entités organiques
Ch. 9
Synthèse d'espèces chimiques organiques
Ch. 10
Conversions d'énergie au cours d'une combustion
Livret Bac : Thème 1 bis
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Modélisation d'interactions fondamentales
Ch. 12
Description d'un fluide au repos
Ch. 13
Mouvement d'un système
Livret Bac : Thème 2
3. L'énergie, conversions et transferts
Ch. 14
Études énergétiques en électricité
Ch. 15
Études énergétiques en mécanique
Livret Bac : Thème 3
4. Ondes et signaux
Ch. 16
Ondes mécaniques
Ch. 17
Images et couleurs
Ch. 18
Modèles ondulatoire et particulaire de la lumière
Livret Bac : Thème 4
Méthode
Fiches méthode
Fiche méthode compétences
Annexes
Chapitre 1
Activité 2 - Activité expérimentale
90 min

Fabriquer une lampe à lave

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Problématique de l'activité
La quantité de matière est une donnée essentielle pour le chimiste. Au laboratoire, la mesure de cette grandeur n'est pas directe.

Comment déterminer expérimentalement la quantité de matière d'un solide ou d'un liquide ?
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Par intuition

Quelle grandeur physique mesurable permet d'accéder à la quantité de matière d'un échantillon ?
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Doc. 1
La masse molaire

La masse molaire d'une entité chimique est définie par la masse d'une mole de cette entité. On la note M(\text{espèce}) ou M_\text{espèce}, elle a pour unité le g·mol-1. Pour chaque élément chimique, sa valeur est indiquée dans le tableau périodique des éléments (voir le rabat de fin).

La masse molaire d'une entité polyatomique correspond à la somme des masses molaires de chaque élément chimique qui la compose. Par exemple, pour l'eau, on obtient :

M_{\text {eau}}=M\left(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}\right)=2 \times M(\mathrm{H})+1 \times M(\mathrm{O})=2 \times 1{,}0+1 \times 16{,}0 soit M_{\text {eau}}= 18,0 g·mol-1.
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Données

  • Formule brute du bicarbonate de sodium : \text{NaHCO}_3 ;
  • Formule brute du composé majoritaire de l'huile de colza : \text{C}_{57}\text{H}_{104}\text{O}_6 ;
  • Masse volumique de l'huile de colza : \rho_{\text {huile colza}}= 0,92 kg·L-1 ;
  • Masse molaire du composé majoritaire de l'huile de colza: M_{\text {huile colza}}= 884 g·mol-1.
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Doc. 2
Expérience 1 : relation entre n et m

Voici un tableau présentant pour différents volumes considérés les quantités d'huile de colza correspondantes.

V_\textbf{huile} (en mL)1020304050
n_\textbf{huile} (en mmol)10{,}420{,}831{,}241{,}652{,}0
m_\textbf{huile} (en g)
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Doc. 3
Expérience 2 : l'éruption colorée

1. Verser 0,143 mol de bicarbonate de sodium au fond d'un verre de 25 cl.
2. Ajouter 9,34 \times 10^{-2} mol d'huile de colza.
3. Verser dans un second verre quelques gouttes d'un colorant alimentaire et du vinaigre blanc. Réaliser autant de solutions de vinaigre qu'il y a de colorants alimentaires différents.
4. Verser quelques gouttes de la solution de vinaigre blanc au-dessus de l'huile.
5. Laisser le vinaigre tomber au fond du verre.
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Supplément numérique

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Questions
Compétences
VAL : Précision et incertitudes
RÉA : Effectuer des mesures

1. Doc. 1 Retrouver par calcul la masse molaire du composé majoritaire de l'huile de colza.

2. Doc. 1 Calculer la masse molaire du bicarbonate de sodium.

3. Doc. 2 Donner la masse de l'huile pour chaque valeur du tableau expérimental.

4. En déduire une relation mathématique associant les trois grandeurs masse m, quantité de matière n et masse molaire M.

5. Doc. 3 Proposer un protocole scientifique précis, incluant le nom du matériel de laboratoire, de la recette initiale.

6. Après vérification par le professeur, réaliser le protocole expérimental.

7. Proposer une explication au mouvement des gouttes de vinaigre blanc.
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Synthèse de l'activité
Quelle relation permet de déterminer une quantité de matière à partir de la masse d'un échantillon ?
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