Chapitre Chimie 4.4 : Les atomes -...

Chimie quatrième - 2015/2016 Chapitre Chimie 4.4 : Les atomes

23/31

Chapitre Chimie 4.4 : Les atomes Décrire les molécules avec les atomes • Repérer les symboles des atomes • Lire et écrire les formules des molécules • Connaître quelques molécules (H2O, CO2, O2, CH4, C4H10) Décrire le comportement des atomes lors d’une transformation chimique • Trouver toutes les informations d’une équation • Ajuster d’une équation en expliquant son raisonnement • Savoir qu’aucun atome ne disparaît lors d’une transformation chimique • Savoir que la masse ne varie pas lors d’une transformation chimique

A) Atomes et molécules

Exercice 1 : Symbole atomes Livre 3 p 97

Exercice 2 : Formules molécules Livre 4 p97 Exercice 3 : Formules molécules Exercice 4 : Formules molécules

B) Réaction et atomes

1) Combustion du carbone Rappel : Lors de la combustion du carbone dans le dioxygène : • Le dioxygène et le carbone disparaissent : ce sont les réactifs


24/31

• Le dioxyde de carbone apparaît : c’est le produit. Il existe plusieurs façons de résumer cette transformation chimique :

Réactifs → Produits Bilan : Carbone + Dioxygène → Dioxyde de carbone

Atomes et molécules :

+

→

Equation : C + O2 → CO2

A retenir : Durant une transformation chimique les atomes des réactifs se réorganisent pour former les produits.

2) Combustion du méthane Consignes : refaites le même raisonnement (réactifs et produits, bilan, schéma de molécules, équation) avec la combustion du méthane Durant la combustion du méthane : Réactifs : méthane (CH4) et dioxygène (O2) Produits : eau (H20) et dioxyde de carbone (CO2).

Réactifs → Produits

Bilan : Méthane + Dioxygène → Dioxyde de

carbone + Eau


+

→

+

Equation CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O

Remarques :

• Pour former les produits, plusieurs molécules de chaque type peuvent disparaître ou apparaître.

• L’équation de la réaction doit donner le nombre de molécules ayant réagit et étant produites.

Exercice 5 : Equation méthane Livre 6 p97

3) Combustion complète du butane Réactifs → Produits

Bilan : Butane + Dioxygène → Dioxyde de

carbone Eau


25/31


+

→

+

Consigne : Ecrivez l’équation de cette transformation chimique

Equation 2 C4H10 + 13 O2 → 8 CO2 + 10 H2O Consigne :

• Que signifie le 13 de l’équation ? • Que signifie le 8 de l’équation ? • Décrivez ce qui arrive à chacun des atomes contenus dans les réactifs. • Vérifiez qu’aucun atome n’a disparu ou n’est apparu.

• Le 13 signifie que quand 2 molécules de butane disparaissent alors 13

molécules de dioxygène • Le 8 signifie que quand 2 molécules de butane disparaissent alors 10

molécules d’eau apparaissent • Les atomes des réactifs se séparent.


26/31

Chaque atome de carbone se lie avec deux atomes d’oxygène pour former du dioxyde de carbone. Les atomes d’hydrogène se lient par deux à un atome d’oxygène pour former de l’eau

• On peut compter les atomes avant et après réaction 2 C4H10 + 13 O2 → 8 CO2 + 10 H2O

Nombre de Carbone 2×4=8 → 8×1=8 Nombre d’Oxygène 13×2=26 → 8×2+10×1=26 Nombre d’Hydrogène 2×10=20 → 10×2=20

Exercice 6 : Molécules tranfo Phi et X

Exercice 7 : Conservation atomes Livre 16 p 99 Exercice 8 : Molécules tranfo Phi et X Livre 14 p99

Exercice 9 : Conservation atomes

C) Ajuster les coefficients des équations Consigne : remplir les trous par « atomes » ou « molécules »


27/31

- Ajuster les coefficients des équations Le but : On doit avoir autant de chaque type d’___________ dans les réactifs que dans les produits, c'est-à-dire autant de chaque type d’__________ avant et après la flèche. La méthode : remplir par « atome » ou « molécule » 1. On identifie les ___________ 2. On compte des ___________ 3. On repère où il manque des ___________ 4. On augmente le nombre de ___________ 5. On recommence le 2. Cl2 + I2 → ICl Na + O2 → Na2O

Cl2 + I2 → ICl Na + O2 → Na2O

→ →

→ → Les règles : • Plusieurs ___________ peuvent disparaître ou apparaître : on modifie

le nombre devant les ___________. • On ne modifie pas les formules des ___________: on ne change jamais

les nombre à l’intérieur ou après les ___________. Exercice : Ajuster les 3 équations suivantes

1. P4 + O2 → P4O10

2. Cl2 + C2H2 → C + HCl

3. HI + HIO3→ H2O + I2

Exercice 10 : Ajuster équation Livre 18 p99 Exercice 11 : Ajuster équation Exercice 12 : Ajuster équation

D) Masse et volume lors d’une transformation chimiq ue Ca2+ + CO3

2- + 2 C2H4O2→ Ca2+ + CO2 + 2 C2H3O2- + H2O

CaCO3 + 2 C2H4O2→ CO2 + CaC4H6O4 + H2O Carbonate de calcium + Acide éthanoïque→ Dioxyde de carbone+ Ethanoate de calcium + Eau

Hypothèse : Une transformation chimique est juste un réarrangement d’atome : aucun atome n’est perdu donc leur masse ne change.


28/31

Consigne : Expliquez la démarche de l’expérience qui permet de vérifier cette hypothèse. Expérience : On place un morceau de craie dans du vinaigre : il se forme un gaz du dioxyde de carbone. On place sur le récipient où a lieu la réaction un ballon et sur une balance

g

Vinaigre

Ballon dégonflé

Transformation chimique

g

Ballon gonflé

Craie

Observation : Le ballon se gonfle. La balance indique toujours la même valeur. Conclusion : Le volume peut varier lors d’une réaction chimique. Par contre la masse totale ne varie pas lors d’une transformation chimique. A retenir : la masse totale des produits qui apparaissent est égale à la masse totale des réactifs qui ont disparu. Exercice1 : Une usine de chauffage urbain brûle mC = 0,87 kg de charbon à la seconde. Elle consomme aussi mO = 2,32 kg de dioxygène par seconde. Le charbon est composé essentiellement d’atome de carbone.

1. Quelle est la masse des réactifs ? 0,87+2,32 = 3,19 La masse totale de réactif est de 3,19 kg.

2. Que peut-on dire de la masse des réactifs et des produits lors d’une transformation chimique ? Lors d’une transformation chimique, la masse totale des réactifs qui disparaît est égale à la masse des produits qui apparaît.

3. Justifiez votre réponse avec les atomes. Lors d’une transformation chimique, les atomes ne disparaissent pas mais ne font que se réarranger. Donc les atomes que l’on pèse dans les réactifs disparus sont les mêmes que ceux que l’on pèse dans les produits qui apparaissent.

4. Calculer la masse m de dioxyde de carbone produite en une seconde par l’usine. Le dioxyde de carbone est le seul produit. La masse de dioxyde de carbone qui apparaît est donc égale à celle des réactifs qui disparaissent. La masse totale de dioxyde de carbone produite est donc de 3,19 kg Exercice 2 : La formation de rouille est une réaction chimique du fer avec le dioxygène de l’air. Le bilan de cette réaction est : fer + dioxygène → rouille Une masse de mF = 58 g de fer réagit en donnant mR = 69 g de rouille.

1. Que peut-on dire à propos des masses ? Lors d’une transformation chimique, la masse totale des réactifs qui disparaît est égale à la masse des produits qui apparaît.

2. Calculer la masse m de dioxygène qui a réagi. La masse de rouille qui apparaît est égale à la somme de la masse de fer et de dioxygène qui disparaît. Donc mR= mF + m donc m= mR - mF = 69 – 58 = 11 La masse de dioxygène est donc 11 g. Exercice 3 : On laisse un bécher d’eau de chaux à l’air durant plusieurs jours posé sur une balance : elle blanchit au contact du dioxyde de carbone contenu dans l’air. Le bilan de cette réaction : Hydroxyde de calcium + dioxyde de carbone → carbonate de calcium + Eau

1. Comment évolue la masse du bécher et ce qu’il continent ?


29/31

La masse du bécher et ce qu’il contient augmente. 2. Pourquoi ?

Les atomes du dioxyde de carbone n’étaient pas pesés avant la réaction. Lors de la réaction ils se réarrangent avec ceux de l’hydroxyde de calcium et on les retrouve dans le carbonate de calcium et l’eau. On les pèse après la transformation chimique.

Exercice 13 : Réaction et masse Exercice 14 : Réaction et masse Exercice 15 : Réaction et masse

321 63 La disparition de tout ou partie des réactifs et la formation de produits correspondent à un réarrangement d'atomes au sein de nouvelles molécules. 321 64 Lors des combustions, la disparition de tout ou partie des réactifs et la formation de produits correspondent à un réarrangement d'atomes au sein de nouvelles molécules. 142 66 Proposer une représentation adaptée (modèles moléculaires). 321 67 Les atomes sont représentés par des symboles. 321 68 Les molécules par des formules : O2. 321 69 Les molécules par des formules : H2O. 321 70 Les molécules par des formules : CO2. 321 71 Les molécules par des formules : C4H10 321 72 Les molécules par des formules : CH4 144 73 Communiquer à l'aide du langage scientifique. 113 74 Utiliser une représentation adaptée : coder pour écrire les formules chimiques. 113 75 Utiliser une représentation adaptée : décoder pour écrire les formules chimiques. 321 76 L'équation de la réaction précise le sens de la transformation. 321 77 Les atomes présents dans les produits (formés) sont de même nature que dans les réactifs. 321 78 Les atomes présents dans les produits (formés) sont de même nombre que dans les réactifs. 113 79 Utiliser une représentation adaptée : coder pour écrire les équations de réaction. 113 80 Utiliser une représentation adaptée : décoder pour écrire les équations de réaction. 144 81 Présenter et expliquer l'enchaînement des étapes pour ajuster une équation chimique. 321 82 La masse totale est conservée au cours d'une transformation chimique. 133 83 Participer à la conception d'un protocole ou le mettre en oeuvre. 135 84 Valider ou invalider l'hypothèse de conservation de la masse lors d'une transformation chimique.


30/31

Questions Chapitre 4 : Les atomes

- A quoi ressemble un atome ? - Quelle taille a-t-il ? - Qu’est ce que le symbole d’un atome ? - Quel est le symbole du O, H, C, S, Cl, N - Quelle est la composition du

acide acétique C2H4O2 vitamine C C6H8O6 glucose C6H12O6 sorbitol C6H14O6 aspirine C9H8O4 ibuprofene C13H18O2 acide stéarique C18H36O2 saccharose C12H22O11 éthanol C2H6O acétone C3H6O ether C4H10O vitamine A C20H30O nitroglycérine C3H5N3O9 caféine C8H10N4O2 aspartame C14H18N2O5 vitamine B1 C17H20N4O6 vitamine B9 C19H19N7O6 quinine C20H24N2O2 vitamine B3 C6H5NO2 paracétamol C8H9NO2 acide clavulanique C8H9NO5 vitamine B6 C8H11NO3 vitamine B5 C9H17NO5 ecstasy C11H15NO2 cocaïne C17H21NO4 diméthylnitrosamine C2H5ON2 DDT C14H9Cl5 trichlorométhane CHCl3 dichlorométhane CH2Cl2 pénicilline C9H12N2SO4 vitamine B8 C10H16N2SO3 gliclazide C15H21N3SO3 amoxicilline C16H19N3SO5 gaz moutarde C4H8SCl2 vitamine B1 C12H17ClSON4 phosgène CCl2O Glyphosate C3H8NO5P Chlorophylle C55H72O5N4Mg Eosine C20H6Br4Na2O5

- Quelle est la formule de l’eau ? - Quelle est la formule du dioxygène ? - Quelle est la formule du dioxyde de carbone ? - Quelle est la formule du butane ? - Quelle est la formule du méthane ? - Quels sont les symboles des atomes contenus dans : MgIBr, MgFBr, MgFI,

CaIBr, CaFBr, CaFI, KI, NaF, NaI, LiI, LiF, - Que font les atomes lors d’une transformation chimique ? - Que peut-on dire du type et du nombre d’atomes lors d’une transformation

chimique ? - Que se passe-t-il pour les atomes de carbone, d’hydrogène et d’oxygène

durant une combustion ? - Que signifie le 1er 2 dans 2 H2S + SO2 → 2 S + 2 H2O

- Que signifie le 3er 2 dans 2 H2S + SO2 → 2 S + 2 H2O - Quand on brûle du charbon (formé d’atomes de carbone) a très haute

température en présence du dioxygène de l'air, il forme du monoxyde de carbone de formule CO. Expliquez pourquoi ces équations ne correspondent pas à la transformation chimique :

o 2Ca + O2→2CaO o 2C+2O2→2CO2 o 2CO +2C→O2 o C +O2→CO


31/31

- Que peut-on dire de la masse lors d’une transformation chimique ?

Le vinaigre

Nom Composition

Acide orthophosporiqueH3PO4

CaféineC8H10N4O2

Acide citriqueC6H8O7

LimonèneC10H16

LactoseC12H22O11

Au contact du dioxygène (O2), le fer

(Fe) rouille : il prend une teinte

orangée. Cette matière est un oxyde de

fer (Fe2O3).

Fe → Fe2O3

Fe → Fe2O3 + O2

Fe + O2 → Fe2O3

4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3

Chapitre Chimie 4.4 : Les atomes -...

Documents

Transcript of Chapitre Chimie 4.4 : Les atomes -...