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Problèmes à résoudre
P.64

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Problèmes à résoudre




Supplément numérique
C
Lavoisier et la composition de l’air

VAL : Analyser un résultat numérique


Doc. 2
Calcul d’une erreur relative



Si l’erreur relative est inférieure à 0,05, on considère que la valeur obtenue est en accord avec la théorie.

En 1775, Lavoisier a mis en évidence que l’air était un mélange de gaz et qu’il contenait du dioxygène (air dit « respirable »). Il a fait bouillir 122 g de mercure Hg dans une cornue reliée à une cloche contenant 0,80 L d’air (doc 1). Douze jours plus tard, le mercure se recouvre d’une couche rouge (c’est de l’oxyde de mercure de formule HgO, il en a obtenu 2,38 g) et le volume d’air a diminué de 0,14 L.

1. On sait aujourd'hui que le dioxygène compose 21 % de l'air que nous respirons. Comparer avec les résultats de l'expérience de Lavoisier.

2. À partir des documents fournis et en menant un raisonnement adapté, déterminer par le calcul la masse d’oxyde de mercure attendue.


3. Comparer avec la valeur obtenue par Lavoisier.


Données

  • Masse volumique du dioxygène : kg·m-3
  • g·mol-1
  • g·mol-1
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Doc. 1
Expérience de Lavoisier (1775)

Expérience de Lavoisier (1775)

36
L'acide acétique

RAI/ANA : Construire un chemin de résolution

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L’acide acétique de formule brute est le principal élément chimique responsable de l’acidité d’un vinaigre. La réaction de cet acide avec l’eau conduit à deux produits, l’ion acétate et l’ion oxonium . On introduit une masse de 3,8 10-1 g d’acide acétique glacial (pur à 96 %) dans 1 L d’eau. La mesure du pH avec une sonde pH-métrique indique une valeur de 3,5.

La réaction de cet acide avec l’eau est-elle totale ? Justifier en dressant un tableau d’avancement de la réaction.
Couleurs
Formes
Dessinez ici

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Le pH d'une solution

Vinaigre

Le pH indique le niveau d’acidité ou de basicité d’une solution. La mesure du pH permet de connaître la concentration de la solution en ions oxonium , le lien entre les deux grandeurs étant donné par la relation : 10-pH mol·L-1.

37
Chimie verte : recyclage du CO2

RAI/MOD : Modéliser une transformation


En 2011, le CEA met au point un nouveau procédé pour la valorisation du . Il s’agit de produire des formamides, jusqu’ici issus de dérivés du pétrole.

Pictogramme Recyclage
1. En quoi la synthèse proposée dans le doc. 2 répond-elle aux contraintes de la chimie verte ?


2. Quels intérêts peut-il y avoir à valoriser ainsi le ?


3. On étudie le cas de la formation d’un formamide particulier, le -diéthylformamide de formule . Donner la formule de l’amine permettant sa formation.


4. Quelles masses d’amine et de seront nécessaires à la production de 750 kg de formamide ?


Données
  • 1,0 g·mol-1 ;
  • 12,0 g·mol-1 ;
  • 14,0 g·mol-1 ;
  • 16,0 g·mol-1.
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Doc. 1
Définitions

  • Formamides : molécules organiques utilisées dans la synthèse de vitamines, de médicaments, de colles, etc.
  • Catalyseur : espèce chimique qui, par sa présence, va accélérer une réaction chimique.
  • Chimie verte : prend en compte les facteurs environnementaux, sécuritaires et d’économie d’énergie.

Doc. 2
Synthèse des formadides

Synthèse des formadides

R : groupement alkyle de type On suppose le silane en excès.

Supplément numérique
D
Les gaz peuvent être invisibles !

RAI/MOD : Modéliser une transformation


À la lueur d’une flamme, la bougie semble disparaître. Mais qu’en est-il vraiment ? L’acide stéarique est le principal constituant de la cire qui brûle selon :



1. Quel est selon vous le réactif limitant ? Justifier.

2. Quel volume de dioxygène est nécessaire à la combustion d’une bougie de 50 g ?


3. La cire disparaît-elle comme par magie ? Expliquer.

Données
  • kg·m-3
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PC1.3.INF12_v1

Retour sur la problématique du chapitre

38
Les diamants de Lavoisier

RAI/MOD : Modéliser une transformation


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Même les diamants ne sont pas éternels ! En 1772, Lavoisier réussit à faire disparaître des diamants (constitué d’atomes de carbone) en les amenant à très haute température grâce à une grande lentille concentrant la lumière du Soleil.

1. Quelle réaction peut être à l’origine de cette disparition des diamants à haute température ?


2. En s’appuyant sur cet exemple, justifier qu’en chimie rien ne disparaît jamais vraiment.
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