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Sciences physiques Stage n°

Chimie IV:

Corps purs simples et corps purs composés

C.F.A du bâtiment Ermont

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Problématique : Nous prenons de l’eau distillée, c'est-à-dire de l’eau pure. Réalisons l’expérience décrite ci-dessous…

L’électrolyse de l’eau.

1) Que se passe-t-il quand on laisse passer le courant ?

Des bulles (donc des gaz) apparaissent à chaque électrode. 2) Comparons les volumes de gaz obtenus dans chaque tube :

Il y a 2 fois plus de gaz (en volume) du côté négatif que du côté positif du générateur.

On réalise l’expérience schématisée à

gauche : elle s’appelle l’électrolyse de l’eau.

Sa réalisation n’est pas très compliquée :

dans une cuve à électrolyse, dont chacune

des 2 électrodes est reliée à une des 2

bornes d’un générateur, on place de l’eau

(auquel on ajoute un « électrolyte », qui

permet le passage du courant électrique).

Le reste est une affaire d’observation … et

d’imagination.

Il faut savoir que si l’expérience dure, le

niveau d’eau baisse progressivement en

même temps que les gaz apparaissent. G

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3) Test des gaz obtenus :

Test du gaz le moins abondant : c’est du dioxygène O2 : Allumer une allumette, puis l’éteindre ; rapidement, tant que le bout de l’allumette est rouge, plonger cette allumette dans le tube à essai retourné : l’allumette doit pouvoir se ré-allumer, au moins devenir plus incandescente.

Test du gaz le plus abondant : c’est du dihydrogène H2 : Allumer une allumette, et l’approcher du bord du tube à essai : une petite détonation soit se produire (on entend au moins un souffle, qui parfois éteint l’allumette à son passage).

Conclusion :

L’eau est un corps pur composé d’une partie d’oxygène pour deux parties

d’hydrogène. D’ailleurs, sa formule chimique est H2O. On dit alors que c’est un

corps pur composé.

En revanche, les gaz dioxygène O2 et dihydrogène H2 sont composés d’une

seule sorte d’atome chacun, on dit que ce sont des corps purs simples.

POP

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Résumons : Si nous prenons un corps pur, celui-ci est constitué d’une seule sorte de composants. Mais ces composants sont eux-mêmes formés de choses plus petites encore, que l’on appelle des atomes. Nous pouvons nous représenter ces atomes comme étant des grains de matière, dont la taille est minuscule (moins d’un milliardième de mètre). Il existe différentes sortes d’atomes, et chaque sorte d’atome est appelé élément chimique, ou élément. Nous connaissons déjà l’oxygène et l’hydrogène, mais je suis sûr que vous en connaissez déjà plein d’autres : le fer, le cuivre, le carbone, etc. En tout, nous pouvons trouver une centaine d’éléments chimiques différents dans l’univers (et sur terre) :

Cette centaine d’éléments suffit à créer toutes les matières que nous connaissons, simplement par associations de plusieurs atomes entre eux.

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Les corps chimiques font toujours partie d’une de ces trois catégories :

Corps pur simple : il est composé d’une seule sorte de particules formées d’un seul élément : Par exemple : les gaz diazote (N2), dioxygène (O2), ozone (O3), …

Corps pur composé : il est composé d’une seule sorte de particules formées de plusieurs éléments différents. Par exemple : de l’eau pure (H2O), de la rouille (Fe3O4), …

Mélange : il est composé de particules différentes. Par exemple de l’air (mélange de plusieurs gaz), de l’eau de mer, un alliage métallique, …

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Les atomes :

La matière est constituée de grains de matière appelés atomes.

Il existe une centaine d’éléments chimiques (sortes d’atomes) différents.

Remarque : le rayon d’un atome est compris entre 0.1 et 0.3 nm

( 1 nm = 1 milliardième de m ).

Carbone Chlore Calcium Chrome Cobalt Cuivre

C Cl Ca Cr Co Cu

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Une dernière remarque: molécule et cristal ionique

Quand plusieurs atomes se lient, cela donne naissance à un composé de matière plus compliqué, et qui appartient à l’un des deux groupes suivants :

Les molécules

Les cristaux ioniques

La différence entre les deux est subtile, et sera étudiée en fin seconde année. En deux mots tout de même, cela dépendra de la façon dont se « casse » le composé, qui diffère selon qu’on a à faire à une molécule ou à un cristal ionique.

Des molécules d’eau, des cristaux de sels …

Une représentation d’un réseau cristallin …

Cristaux de diamant …

Une très grande molécule, l’ADN …

Une très petite molécule, l’eau …

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Source de ces deux derniers documents : http://pedagogie.ac-toulouse.fr/maths-sciences-lp/18-Schemateque.html