Couverture

Physique-Chimie 1re

Feuilleter la version papier




















Chargement de l'audio en cours
Cacher

Cacher la barre d'outils

Plus

Plus





Problèmes à résoudre




Supplément numérique
F
Combustion du zinc

MOD : Modéliser une transformation chimique / physique : écrire l'équation / l'ajuster


L'oxyde de zinc est un composé très utilisé, en électronique par exemple, pour ces propriétés électriques particulières.
C'est une fine poudre blanche, insoluble dans l'eau, qui peut être obtenu par combustion de poudre de zinc dans le dioxygène.

1. Écrire l'équation de combustion du zinc.


2. À l'aide de la notion de degré d'oxydation ( voir ex.
21
), montrer qu'il s'agit bien d'une réaction d'oxydo-réduction.

Retour sur l'ouverture du chapitre (déconstruire les idées fausses)

31
Les acides attaquent-ils tous les métaux ?

APP : Formuler le résultat attendu (hypothèse, etc.)


Voir les réponses
L’acide chlorhydrique (H+(aq);Cl(aq))\left(\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})\:;\:\mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq})\right) attaque le fer Fe(s)\mathrm{Fe}(\mathrm{s}) et l’aluminium Al(s)\mathrm{Al}(\mathrm{s}) pour donner des solutions de chlorure de fer (II) (Fe2+(aq);2Cl(aq))\left(\mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq})\:;\:2\:\mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq})\right) et de chlorure d’aluminium (Al3+(aq);3Cl(aq))\left(\mathrm{Al}^{3+}(\mathrm{aq})\:;\: 3\: \mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq})\right), accompagnées dans les deux cas d’un dégagement de dihydrogène.

1. Écrire les demi-équations électroniques des couples Al3+(aq)/Al(s)\mathrm{Al}^{3+}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Al}(\mathrm{s}), Fe2+(aq)/Fe(s)\mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq}) / \mathrm{Fe}(\mathrm{s}), H+(aq)/H2(g)\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}) / \mathrm{H}_{2}(\mathrm{g}).


2. Écrire les équations bilans de la réaction entre ces deux métaux et l’acide chlorhydrique.


Le cuivre Cu(s)\mathrm{Cu}(\mathrm{s}), plongé dans une solution d’acide chlorhydrique, reste intact. Mais, avec l’acide nitrique (H+(aq);NO3(aq))\left(\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})\:;\: \mathrm{NO}_{3}^{-}(\mathrm{aq})\right), le cuivre disparaît, la solution devient bleue et un dégagement de monoxyde d’azote NO(g)\mathrm{NO}(\mathrm{g}) apparaît.

3. Écrire les demi-équations des couples Cu2+(aq)/Cu(s)\mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq}) /\mathrm{Cu}(\mathrm{s}) et NO3(aq)/NO(g)\mathrm{NO}_{3}^{-}(\mathrm{aq}) / \mathrm{NO}(\mathrm{g}).


4. Écrire l’équation bilan de la transformation chimique entre le cuivre et l’acide nitrique.


Supplément numérique
E
Les piles au lithium/chlorure de thionyle

ANA : Utiliser des observations / des mesures / des documents pour répondre à une problématique


Doc. 1
Quelques éléments concernant les piles LiSOCl2\text{LiSOCl}_{2}

Sur le site d'un constructeur de piles au lithium, on lit :

« Les piles lithium LiSOCl2 ont la plus grande densité d’énergie actuellement disponible, (730 W·h·kg-1, 1 250 W·h·L-1) autrement dit, elles permettent de disposer d’une grande capacité dans une masse et un volume réduits.
Ce sont des éléments construits à partir d’un boîtier métallique cylindrique.
De ce fait, les formats les plus standard sont disponibles, AA, C (LR14), D (LR20)... »
Ces piles, non rechargeables, utilisent le métal lithium du couple Li+(aq)Li(s)\dfrac{\text{Li}^+\,_{(aq)}}{Li_{(s)}} associé au couple du chlorure de thionyle SOCl2\text{SOCl}_{2} dont la réduction produit du soufre S(s)\text{S}_{(s)}, du dioxyde de soufre SO2(g)\text{SO}_{2(g)} et des ions chlorure Cl(aq)\text{Cl}^-\,_{(aq)}.
Le constructeur produit des piles de capacités diverses, dont la plus faible est de 1 200 mA·h, pour des courants de décharge standard de 1 mA.

Après avoir étudié le texte suivant, répondre aux questions :

1. Décrire le fonctionnement de la pile (demi-équation aux électrodes, polarités, équation bilan).

2. En supposant que son utilisation la décharge complètement, déterminer ce temps de décharge.


3. Calculer la masse de lithium dans cette pile permettant de produire la quantité d’électricité pour une décharge complète.


4. Est-elle adaptée à l’utilisation dans un téléphone portable ?

Données


  • La charge électrique d’un électron est e=1,6×1019e = 1{,}6 \times 10^{-19} C ;

  • La quantité d’électricité (en coulomb C), est reliée à l’intensité débitée I (en ampères A) par la relation :
    Q=IΔQ = I \cdot\Deltat ;
  • Le durée Δ\Deltat est en secondes (s) ;

Dis autrement, 1 ampère est par définition un 1 coulomb par seconde.

30
Éthylotest

RAI/ANA : Construire un raisonnement, communiquer sur les étapes/Chemin de résolution


Doc. 2
L’alcool expiré

On sait que la masse d’éthanol contenue dans un litre de sang est deux mille fois supérieure à celle contenue dans un litre d’air expiré.

Doc. 5
Le taux d’alcool autorisé

Désormais, le taux d’alcool autorisé est 0,2 g·L-1 dans le sang pour tous les permis probatoires. La réglementation s’applique à tous les jeunes conducteurs pendant :
  • 3 ans après l’obtention du permis, la perte de 12 points ou l’annulation de son permis ;
  • 2 ans si le permis a été obtenu dans le cadre de la conduite accompagnée ;
  • 0,2 g·L-1, c’est zéro verre d’alcool car dès le 1er verre, ce seuil peut être dépassé.

D’après securite-routiere.gouv.fr.

Doc. 4
Éthylotest à usage unique

Éthylotest à usage unique

Doc. 1
Définition de l’alcoolémie

L’alcoolémie est la concentration d’éthanol dans le sang, elle s’exprime en geˊthanol Lsang .\dfrac{g_{\text {\,éthanol }}}{L_{\text {sang }}}.
Son estimation à partir d’une mesure sur l’air expiré est fondée sur la loi de Henry selon laquelle la pression partielle PiP_{i} d’une substance volatile, qui traduit sa concentration dans l’air au-dessus d’un liquide, est proportionnelle à sa fraction molaire xi dans le liquide qui la contient : Pi=xiHiP_{i} = x_{i}\:· H_{i}, où HiH_{i} est la constante de Henry qui est spécifique de la substance considérée.

Ainsi, l’alcoolémie est exactement proportionnelle à la concentration d’éthanol dans l’air expiré.

D’après « L’éthylotest », L’actualité chimique, n° 367-368, 2012, p. 90.

Doc. 3
Le couple redox en jeu

Dichromate de potassium solide
Oxyde de chrome III en poudre
Dichromate de potassium K2Cr2O7(s)/\mathrm{K}_{2} \mathrm{Cr}_{2} \mathrm{O}_{7}(\mathrm{s}) /Oxyde de chrome (III) Cr2O3(s)\mathrm{Cr}_{2} \mathrm{O}_{3}(\mathrm{s}).

Les éthylotests à usage unique sont basés sur une réaction d’oxydoréduction. Ils contiennent du dichromate de potassium (2K+(aq);Cr2O72(aq))\left(2\,\mathrm{K}^{+}(\mathrm{aq})\:;\:\mathrm{Cr}_{2} \mathrm{O}_{7}^{2-}(\mathrm{aq})\right) qui réagit avec l’éthanol C2H6O(aq)\mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{6} \mathrm{O}(\mathrm{aq}) en présence d’acide. On obtient de l’éthanal C2H4O(aq)\mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{4} \mathrm{O}(\mathrm{aq}) et des ions chrome (III) : Cr3+(aq)\mathrm{Cr}^{3+}(\mathrm{aq}).
Le ballon que l’on doit gonfler a un volume de 1 L. Le test est positif si le changement de couleur est observé sur la moitié du tube ou plus.

À l’aide des documents, déterminer la masse de dichromate de potassium minimale pour détecter une alcoolémie trop importante pour un permis probatoire français.

Connectez-vous pour ajouter des favoris

Pour pouvoir ajouter ou retrouver des favoris, nous devons les lier à votre compte.Et c’est gratuit !

Livre du professeur

Pour pouvoir consulter le livre du professeur, vous devez être connecté avec un compte professeur et avoir validé votre adresse email académique.

Votre avis nous intéresse !
Recommanderiez-vous notre site web à un(e) collègue ?

Peu probable
Très probable

Cliquez sur le score que vous voulez donner.

Dites-nous qui vous êtes !

Pour assurer la meilleure qualité de service, nous avons besoin de vous connaître !
Cliquez sur l'un des choix ci-dessus qui vous correspond le mieux.

Nous envoyer un message




Nous contacter?