HS2.1 De QUOI SONT FAITS LES MATERIAUX QUI NOUS ENTOURENT ? 2nde BAC

Extrait du référentiel : HS 2 LES LIQUIDES D’USAGE COURANT : QUE CONTIENNENT-ILS ET

QUELS RISQUES PEUVENT-ILS PRÉSENTER ?2nde

professionnelle2. Comment établir la composition d’un liquide d’usage courant ?

Capacités Connaissances Exemples d'activitésRéaliser une manipulation ou uneexpérience après avoir recensé lesrisques encourus et les moyens à mettre en œuvre.

Identifier expérimentalement des ionsen solution aqueuse.

Mettre en évidence la présence d’eau et de dioxyde de carbone en solution.

Réaliser une dilution et préparer unesolution de concentration donnée.

Reconnaître expérimentalement lecaractère acide ou basique ou neutred’une solution.

Réaliser un dosage acide – base.

Réaliser une chromatographie surcouche mince.

Partant de la constitution d’un liquideet en utilisant la classificationpériodique des éléments : représenter un atome, un ion, une

molécule par le modèle de Lewis ; prévoir la composition d’une

molécule ou d’un ion ; écrire les formules brutes de

quelques ions et les nommer.

Ecrire l’équation d’une réactionchimique.

Calculer une masse molairemoléculaire.

Déterminer la concentration molaire ou massique d’une espèce chimiqueprésente dans une solution en utilisantles relations

n= mM , c=m

V , C= nV

Reconnaître et nommer le matériel et la verrerie de laboratoire employés lors des manipulations.

Connaître la composition de l’atome et savoir qu’il est électriquement neutre.

Savoir que la classification périodique des éléments renseigne sur la structure de l’atome.

Connaître la règle de l’octet.

Savoir qu’un ion est chargé positivement ou négativement.

Savoir qu’une molécule est unassemblage d’atomes réunis par desliaisons covalentes et qu’elle estélectriquement neutre.

Savoir qu’une solution peut contenir des molécules, des ions.

Connaître la formule brute de l’eau et du dioxyde de carbone.

Savoir que l’acidité d’une solutionaqueuse est caractérisée par laconcentration en ions H+.

Savoir qu’une solution acide a un pHinférieur à 7 et qu’une solution basique a un pH supérieur à 7.

Savoir qu’au cours d’une réactionchimique les éléments, la quantité dematière et les charges se conservent.

Identification expérimentale de quelquesespèces chimiques présentes dans desliquides d’usage courant, dans une eauminérale, un vinaigre, un soda, un jus defruit… : identification par précipitation des ions

contenus dans une eau minérale, identification des glucides contenus

dans une boisson (chromatographie surcouche mince…)…

Préparation de solutions aqueuses deconcentration donnée à partir d’un solideou par dilution.

Réalisation de dosages : permettant de déterminer la dureté

d’une eau ou sa concentration en ions hydrogénocarbonates ou en ions chlorures ;

acido-basiques (par colorimétrie, par pH-métrie ou par conductimètrie).

Purification ou traitement d’une solutionimpropre à la consommation.

Extraction d’arômes, de colorants (hydrodistillation, extraction par solvant,décantation …).

Pages 1, 2 et 3 document professeur.En rouge les questionsEn bleu les références au diaporamaEn violet la trace écrite.

Pages 4,5,6,7 et 8 documents élèves

L'exercice 5 se fait avec un accès à internet et peut être évaluer (compétence C1 et C5)

HS2.1 De QUOI SONT FAITS LES MATERIAUX QUI NOUS ENTOURENT ? 2nde BAC

1) Activité documentaire : polycopié

DOCUMENTATION :

(affiche concernant les poubelles jaunes de l'agglomération montpelliéraine)

QUESTIONS : a) A l'aide de la documentation et de l'affiche indiquer ce qu'il arrive aux déchets de la poubelle jaune.b) Classer les matériaux cités en plusieurs catégories : c) A l'aide d'un dictionnaire indiquer la composition précise de chaque catégorie :d) Quels sont tous les éléments cités à la question précédente ?

Réponses : diaporama (diapo 2 à 5)

Question : quels sont tous ces éléments que nous venons de citer ? (diapo 6)Réponse : diaporama (diapo 7)

Conclusion : tous ces éléments sont des atomes .

Les canettes, entièrement constituées d’aluminium, sont facilement recyclables, et les équipements pour les récupérer sont courants. Au contraire du verre et du plastique, l'aluminium est souvent acheté en gros par les recycleurs de métal, même si aucune consigne n'est prélevée. Il faut, par exemple, 670 canettes pour fabriquer un vélo. L'aluminium issu du recyclage, conserve toutes ses qualités initiales, mais il est toutefois purifié pour en éliminer les impuretés.(Wikipedia)

A l'origine, la boîte de conserve était en fer blanc. La première évolution a été la mise au point d'un acier sans étain, puis de nouveaux progrès ont été permis avec le développement de l'aluminium et des multi-couches. Aujourd'hui, les boîtes de conserve appertisées sont fabriquées en aluminium pour les petits formats, dans un acier mince pour les grands formats.Plus de 3 milliards de boîtes métalliques sont produites en France, dont environ 85% en acier et 15% en aluminium. Le fer et l'aluminium sont indéfiniment et 100 % recyclable. L'intérieur de la boîte est recouvert d'une couche de vernis compatible aux produits alimentaires. (bibliothèque municipale de Lyon).

Au rayon boissons aromatisées, le plus écologique est d'opter pour des sirops. Une seule bouteille en métal (fer ou aluminium) de sirop mélangé avec l'eau du robinet équivaut en effet à plusieurs bouteilles en plastique de boisson. Les bouteilles, bidons et flacons constitués d'un plastique opaque sont en PEHD (polyéthylène haute densité). Ils peuvent contenir des produits alimentaires (bouteille de lait...) ou non alimentaires (produits d'entretien...). Ceux en plastique transparent contenant des produits alimentaires sont en PET (polyéthylène téréphtalate) et leurs bouchons sont en PEHD.Le PET et le PEHD sont des matières plastiques dérivées du pétrole (hydrocarbure).(http://www.ecogeste.fr/)

Les briques alimentaires ont une particularité par rapport aux autres emballages recyclables. Elles sont composées de trois matériaux différents : du carton (75 %), du plastique (20 %) et de l’aluminium (5 %). Actuellement, il existe deux moyens pour recycler ce type d’emballage. Les briques alimentaires sont jetées dans la poubelle jaune puis envoyées au centre de tri où elles sont séparées des autres emballages puis mises en balle.(http://www.sitdom30.fr/)

Atome grossi 200 000 000 fois

Question découpage atome ?. (diapo 8-9)Réponse : (diapo 9)

Question : proposer une définition de l'atome. (diapo 10 -11)

2) Une définition de l'atome : (diapo 12)L'atome est la plus petite partie de la matière capable de réagir chimiquement.

Question : mais qu'est-ce qui différentie tous les atomes ? (diapo 13 -16)

Réponse : Diapo 17

3) Constitution de l'atome.

Un atome est formé de deux parties :- le noyau constitué de nucléons : les protons chargés positivement (+)

et les neutrons, particules neutres.- Un nuage d’électrons, particules chargés négativement (–).

Les atomes contiennent autant de protons que électrons, c’est pourquoi ils sont électriquement neutres.

Complément   : La masse d’atome est très petite (un atome de carbone a une masse d’environ 210–23 g). Toute la masse d’un atome est concentrée dans le noyau.Un atome est invisible à l'œil nu. ils sont trop petits (plus petits que les longueurs d’ondes du visibles)

Par comparaison, si un électron se trouve sur la périphérie du stade vélodrome le noyau correspondrait à une tête d’épingle située au centre du stade ! Et entre les deux, c’est le vide !

Exemples : diapo 18 à 21

Question : mais comment résumer toutes ces informations : nombre de particules, nom de l'atome ? (diapo 22)

Faire le lien entre la notation 73 Li du lithium et la représentation

4) Symbole, notation et classification périodique.

Un atome est symbolisé par une ou deux lettres. La 1ère est toujours en majuscule. Quand il y en a deux, la seconde est en minuscule (sauf exceptions ! Z=104, 105 … )Exemples : F pour l’atome de fluor et Cl pour l’atome de chlore.

On symbolise un atome de la façon suivante :

où : X est le symbole de l'atomeA est le nombre de masse (nombre de protons + neutrons) Z est le numéro atomique (nombre d'électrons)

Remarque : Donc il y a : A – Z neutrons

Exemples : et

Exemples du diaporama : diapo 23 et 24.

EXERCICES HS2.1 2 Bac Pro

EXERCICE 1Pour chaque ligne entourer la bonne réponse ou les bonnes réponses.

Qui est un atome ? Le fer L’eau L’hydrogène L’air

Le symbole correct du calcium est : C Ca CA ClLe nombre de masse A est égal au : nombre de protons nombre de neutrons nombre de nucléons

(neutrons + protons) nombre d’électrons

Exercice 2Remplir la grille et trouver le mot caché

1) Ils forment un nuage autour du noyau.2) Particule positive du noyau3) Son symbole est H4) Symbole du sodium.5) Particule neutre du noyau.

Exercice 3

Le symbole de l’atome de Bore est : 115

B

a) A quoi correspond le nombre 5 ? Que signifie ce nombre ? ……………………………………………………b) Mêmes questions en ce qui concerne le nombre 11. ….………………………………………………..c) Indiquer la constitution du noyau de l’atome de bore.(nombre de protons, neutrons, électrons)

……………………………………………………………………………………………………………………………….

Exercice 4. Compléter

Nom Symbole Nombre de protons

Nombres de neutrons

Nombres d’électrons

Hydrogène 1 0

Cl 20 17

612C 6

Carbone 14 6 8

Exercice 5. La classification périodique.a) Dans quel ordre sont classés les éléments d’une même ligne ?b) L’argon est un gaz noble (gaz rare ou gaz inerte). Dans la classification où sont situés les gaz nobles ?c) Citer d’autres gaz nobles ? Indiquer leur utilisation ?

Exercice 6. Répondre au questionnaire suivant en utilisant les ressources proposées sur le net.Taper "classification interactive" dans le moteur de recherche.

a) Combien d'éléments étaient connus dans l'antiquité ?   …..b) Combien d'éléments ont été découverts pendant le moyen âge?  ……c) Citer les deux éléments liquides dans les conditions normales de températures et de pression : …… …………d) Quel est l'élément utilisé dans les photocopieurs ?   ………………………..e) On chauffe du fer à 1000 °C. Va-t-il fondre?  ………………………………f) Quel est l'élément très utilisé dans les ampoules et qui fond à plus de 3400°C: …………………………………g) Peut-on utiliser un thermomètre au mercure en Sibérie où la température avoisine souvent les -50°C ? ………...h) Quel est l'autre nom du sodium ? ………………………………………………..i) Nommer les deux atomes découverts la même année par Pierre et Marie Curie : j) Quel est le symbole du potassium ? …………………….k) Quel est l'élément dont le nom latin signifie "rouge" ? ………………………………

1)

2)

3)

4)

5)

Activité 1

DOCUMENTATION :

(affiche concernant les poubelles jaunes de l'agglomération montpelliéraine)

QUESTIONS : a) A l'aide de la documentation et de l'affiche indiquer ce qu'il arrive aux déchets de la poubelle jaune.

………………………………………………………………………………………………………………..

b) Classer les matériaux cités en plusieurs catégories :

c) Indiquer la composition précise de chaque catégorie (on pourra utiliser une encyclopédie ou un dictionnaire).

d) Quels sont tous les éléments cités à la question précédente ?

Les canettes, entièrement constituées d’aluminium, sont facilement recyclables, et les équipements pour les récupérer sont courants. Au contraire du verre et du plastique, l'aluminium est souvent acheté en gros par les recycleurs de métal, même si aucune consigne n'est prélevée. Il faut, par exemple, 670 canettes pour fabriquer un vélo. L'aluminium issu du recyclage, conserve toutes ses qualités initiales, mais il est toutefois purifié pour en éliminer les impuretés.(Wikipedia)

A l'origine, la boîte de conserve était en fer blanc. La première évolution a été la mise au point d'un acier sans étain, puis de nouveaux progrès ont été permis avec le développement de l'aluminium et des multi-couches. Aujourd'hui, les boîtes de conserve appertisées sont fabriquées en aluminium pour les petits formats, dans un acier mince pour les grands formats.Plus de 3 milliards de boîtes métalliques sont produites en France, dont environ 85% en acier et 15% en aluminium. Le fer et l'aluminium sont indéfiniment et 100 % recyclable. L'intérieur de la boîte est recouvert d'une couche de vernis compatible aux produits alimentaires. (bibliothèque municipale de Lyon).

Au rayon boissons aromatisées, le plus écologique est d'opter pour des sirops. Une seule bouteille en métal (fer ou aluminium) de sirop mélangé avec l'eau du robinet équivaut en effet à plusieurs bouteilles en plastique de boisson. Les bouteilles, bidons et flacons constitués d'un plastique opaque sont en PEHD (polyéthylène haute densité). Ils peuvent contenir des produits alimentaires (bouteille de lait...) ou non alimentaires (produits d'entretien...). Ceux en plastique transparent contenant des produits alimentaires sont en PET (polyéthylène téréphtalate) et leurs bouchons sont en PEHD.Le PET et le PEHD sont des matières plastiques dérivées du pétrole (hydrocarbure).(http://www.ecogeste.fr/)

Les briques alimentaires ont une particularité par rapport aux autres emballages recyclables. Elles sont composées de trois matériaux différents : du carton (75 %), du plastique (20 %) et de l’aluminium (5 %). Actuellement, il existe deux moyens pour recycler ce type d’emballage. Les briques alimentaires sont jetées dans la poubelle jaune puis envoyées au centre de tri où elles sont séparées des autres emballages puis mises en balle.(http://www.sitdom30.fr/)

CLASSIFICATION PERIODIQUE SIMPLIFIEE

On peut regrouper tous les éléments chimiques dans un tableau, mis au point par le chimiste Mendeleïev.En voici un extrait :

I II III IV V VI VII VIII

Hydrogène

11 H

Hélium

24 He

Lithium

37 Li

Béryllium

49 Be

Bore

511 B

Carbone

612 C

Azote

714 N

Oxygène

816 O

Fluor

919 F

Néon

1020 Ne

Sodium

1123 Na

Magnésium

1224 Mg

Aluminium

1327 Al

Silicium

1428 Si

Phosphore

1631 P

Soufre

1632 S

Chlore

1735 Cl

Argon

1840 Ar

Potassium

1939 K

Calcium

2040 Ca

CLASSIFICATION PERIODIQUE SIMPLIFIEE

On peut regrouper tous les éléments chimiques dans un tableau, mis au point par le chimiste Mendeleïev.En voici un extrait :

I II III IV V VI VII VIII

Hydrogène

11 H

Hélium

24 He

Lithium

37 Li

Béryllium

49 Be

Bore

511 B

Carbone

612 C

Azote

714 N

Oxygène

816 O

Fluor

919 F

Néon

1020 Ne

Sodium

1123 Na

Magnésium

1224 Mg

Aluminium

1327 Al

Silicium

1428 Si

Phosphore

1631 P

Soufre

1632 S

Chlore

1735 Cl

Argon

1840 Ar

Potassium

1939 K

Calcium

2040 Ca

CLASSIFICATION PERIODIQUE SIMPLIFIEE

On peut regrouper tous les éléments chimiques dans un tableau, mis au point par le chimiste Mendeleïev.En voici un extrait :

I II III IV V VI VII VIII

Hydrogène

11 H

Hélium

24 He

Lithium Béryllium Bore Carbone Azote Oxygène Fluor Néon

37 Li 4

9 Be 511 B 6

12 C 714 N 8

16 O 919 F 10

20 Ne

Sodium

1123 Na

Magnésium

1224 Mg

Aluminium

1327 Al

Silicium

1428 Si

Phosphore

1631 P

Soufre

1632 S

Chlore

1735 Cl

Argon

1840 Ar

Potassium

1939 K

Calcium

2040 Ca

HS 2 1. Trace écrite

1) Activité. Voir polycopiéa) Les déchets sont recyclésb) Les métaux, les plastiques, le papier et le carton.c) Fer, aluminium, étain - carbone, hydrogène, oxygène, azote, chlore - carbone, hydrogène, oxyène.d) Ce sont des tomes

Conclusion : toute la matière qui nous entoure est faite d'atomes

2) Une définition de l'atome. L’atome est le plus petite partie de la matière capable de réagir chimiquement.

3) Constitution de l'atome.

Tous les atomes sont constitués d’un noyau contenant des nucléons : les protons(positifs) et les neutrons (neutres) et d’électrons qui tournent autour du noyau.Ce qui différentient les atomes c’est le nombre de chacune de ces particules.

Pour identifier chaque atome on utilise la notation :

A= nombre de masse (de nucléons)Z = nombre de charge (de protons)X = symbole de l’élément

  Remarque : le nombre de protons(+) et égal au nombre d’électrons(-), car

l’atome est électriquement neutre.

Exemple du lithium.

4) Structure électronique de l'atome.

Les électrons des atomes sont répartis en différentes couches.

a) Représentation de Bohr.

Dans ce modèle planétaire de l’atome les électrons sont représentés sur des orbites circulaires appelées couches électroniques.

b) Règle de remplissage : activité : diapo 34 .c) Représentation de Lewis.

Dans la représentation de Lewis on symbolise :Le noyau + les couches internes par le symbole de l’élément correspondant.

Les électrons de la couche externe par : un point ( . ) si c’est un électron célibataire.un tiret ( _ ) si c’est une paire d’électrons.

ZA X

Remarque : les propriétés chimiques des atomes dépendent surtout du nombre d’électrons sur leur couche externe appelée aussi couche de valence. La représentation de Lewis met en évidence cette couche.Exemples   : Symbole 1

1 H 24 He 3

4 Li 612 C 8

16 O 1123 Na 17

35 ClReprésentation de Lewis H

.He

.....

..... ..... ..... ..... ..... ..... .....

..... ..... ..... ..... ..... ..... .....

A l'aide des règles suivantes et de la classification fournie compléter le tableau ci-dessus.

REGLE N°1 : Les éléments sont classés par numéro atomique croissant.

REGLE N°2 : chaque ligne correspond au remplissage d’une nouvelle couche électronique (période)

REGLE N°3 : les atomes appartenant à une même colonne ont la même structure électronique externe

(représentation de Lewis). Ils appartiennent à une même famille.

.....

..... ..... ..... ..... ..... ..... .....

..... ..... ..... ..... ..... ..... .....

A l'aide des règles suivantes et de la classification fournie compléter le tableau ci-dessus.

REGLE N°1 : Les éléments sont classés par numéro atomique croissant.

REGLE N°2 : chaque ligne correspond au remplissage d’une nouvelle couche électronique (période)

REGLE N°3 : les atomes appartenant à une même colonne ont la même structure électronique externe

(représentation de Lewis). Ils appartiennent à une même famille.