Physique-Chimie 1re Spécialité

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1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Composition chimique d'un système
Ch. 2
Composition chimique des solutions
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 3
Activité 1 - Activité d'exploration

La réaction est-elle toujours totale ?

12 professeurs ont participé à cette page
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Problématique de l'activité
Une réaction est limitée par le réactif dit limitant. Celui-ci peut-il ne pas être totalement consommé à la fin de la transformation chimique ?

L'avancement final déterminé expérimentalement correspond-il toujours à x_\text{max} trouvé dans le tableau d'avancement ?
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Par intuition

Une réaction totale s'arrête lorsqu'un réactif est entièrement consommé. Est-ce toujours le cas ?
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Doc. 1
La synthèse d'un ester à odeur d'ananas

Placeholder pour AnanasAnanas
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Lors d'une séance de travaux pratiques, un groupe d'élèves a fait la synthèse du butanoate d'éthyle (un ester), composé organique à l'odeur d'ananas. Pour cela, ils ont chauffé à reflux un mélange réactionnel composé au départ de 20 mL d'acide butanoïque \text{C}_4\text{H}_8\text{O}_2 et 20 mL d'éthanol \text{C}_2\text{H}_6\text{O}.

En fin de réaction, après les étapes de séparation des différents réactifs et de purification, le produit de cette synthèse est identifié : il s'agit bien du butanoate d'éthyle \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_2. La masse récupérée est :
m_\text{ester} = 16,3 g.
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Défi Python

    Sur la console de programmation en ligne, élaborer un programme permettant de déterminer les quantités de matière à l'état final d'une réaction de type : \text{a} \,\text{A} + \text{b}\, \text{B} → \text{c}\, \text{C} + \text{d}\, \text{D}, à partir des valeurs des coefficients \text{a}, \text{b}, \text{c} et \text{d} ainsi que des quantités de matière n_\text{A}et n_\text{B} introduites dans le programme par l'utilisateur. On suppose pour cela que la réaction entre les réactifs est totale.


      
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Doc. 2
Tableau d'avancement

Placeholder pour Tableau d'avancementTableau d'avancement
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Données

  • M(\mathrm{H})= 1,0 g·mol-1 ;
  • M(\mathrm{C})= 12,0 g·mol-1 ;
  • M(\mathrm{O})= 16,0 g·mol-1 ;
  • \rho_{\text {acide but }}= 0,96 g·ml-1 ;
  • \rho_{\text {éthanol }}= 0,79 g·ml-1.
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Questions
Compétence(s)
RAI/MOD : Modéliser une transformation chimique
RAI/MOD : Utiliser la quantité de matière

1. Doc. 2 Proposer des valeurs pour les coefficients \textbf{a}, \textbf{b}, \textbf{c} et \textbf{d} afin d'ajuster l'équation de cette réaction.

2. Doc. 1 et 2 Déterminer les quantités initiales d'acide butanoïque \text{C}_4\text{H}_8\text{O}_2 et d'éthanol, \text{C}_2\text{H}_6\text{O} et compléter la première ligne du tableau (cliquer et compléter les bulles 1, 2, 3 et 4 du tableau ci-dessus).

3. Doc. 2 Remplir alors les cases de la deuxième ligne du tableau (bulles 5, 6, 7 et 8 du tableau ci-dessus) puis la troisième ligne (bulles 9, 10, 11 et 12 du tableau) en supposant que la réaction est totale. Identifier quel est le réactif limitant, s'il existe.

4. Doc. 1 Déterminer la quantité (en mole) de l'ester obtenue par le groupe d'élèves.

5. Doc. 2 En supposant les pertes de matières négligeables lors de la purification, quel est l'avancement réel x_\text{réel} de cette réaction ? Correspond-il à l'avancement maximal x_\text{max} ?

6. En déduire le rendement z = \dfrac{x_\text{réel}}{x_\text{max}} pour cette réaction.
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Synthèse de l'activité
Lorsqu'on remplit la dernière ligne d'un tableau d'avancement, on suppose que x_\text{final} = x_\text{max}. Quelle caractéristique de la réaction chimique étudiée est nécessaire pour que cette hypothèse de travail soit valable ?
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