Notes de cours et activités préparatoiresNotes de cours...
Transcript of Notes de cours et activités préparatoiresNotes de cours...
Nom : ___________________________________________ groupe : ____
Science et technologie sec.2Science et technologie sec.2Science et technologie sec.2Science et technologie sec.2
Univers matériel
La matière : ses propriétés, sa structure et ses changements
Notes de cours et activités préparatoiresNotes de cours et activités préparatoiresNotes de cours et activités préparatoiresNotes de cours et activités préparatoires aux évaluations aux évaluations aux évaluations aux évaluations
Par : Guillaume Alain, enseignant © septembre 2013, École secondaire de la Rive
Note aux parents et aux élèves :
Au cours de l’étape 1, tout le contenu du cahier ci-joint sera évalué de la façon suivante :
-un examen théorique portant sur les pages 1 à 28 (début octobre)
-un examen en laboratoire portant sur les pages 20 à 28 (début octobre).
-un examen théorique d’étape sur tout le cahier, pages 1 à 52 (fin octobre)
Pour réussir ces évaluations, l’élève devra au fil de l’étape, remplir minutieusement toutes
les pages de ce cahier, en plus d’avoir réalisé en classe toutes les activités qui y sont
proposées. De plus, l’élève est responsable de son cahier et doit le conserver en bon
état toute l’année. S’il advenait que ce cahier soit perdu, déchiré ou inutilisable, l’élève
devra s’en procurer un nouveau auprès de son enseignant au coût de 2 $.
Je confirme avoir pris connaissance de la note ci-haut.
Signature du parent désigné : ____________________________________________
CORRIGÉ
1
Table des matièresTable des matièresTable des matièresTable des matières
Les propriétés caractéristiques p.2-3
Les changements de phases p.4 à 6
Les mélanges p.7 à 9
Les instruments de laboratoire p.10 à 14
L’utilisation de la balance p.15 à 18
La masse volumique p.19 à 23
Le pH p.24
Les tests d’identification des liquides p.25-26
Laboratoire sur l’identification des liquides p.27 à 30
Les éléments, les atomes et les molécules p.31 à 39
Les changements physiques et chimiques p.40 à 47
La conservation de la matière p.48 à 54
Tableau périodique des éléments p.55
2
Activité 1Activité 1Activité 1Activité 1 : Rappel de secondaire 1: Rappel de secondaire 1: Rappel de secondaire 1: Rappel de secondaire 1
Après avoir lu les pages 4, 5 et 6 de ton Volume Univers sec. 2 , réponds aux questions
suivantes :
1. Définissez ce qu’est une propriété caractéristique:
Une propriété caractéristique nous permet de faire trois choses : (voir p.5 Univers sec.2)
• ______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
Exemple : Dans deux contenants identiques, on verse 100 ml d’eau dans le premier et
100 ml d’alcool dans l’autre. À l’œil, il est impossible de savoir lequel des contenants
est rempli d’eau. Pourtant, lorsqu’on pèse les deux contenants, on constate tout de
suite que l’un des contenants est plus lourd que l’autre.
Lequel selon vous? ________________________________________ Expliquez :
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
• ______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
Exemple : Le filament d’une ampoule électrique est chauffé à
blanc lorsque le courant le traverse, c’est ce qui produit de la
lumière. Ce filament est fait de Tungstène, un métal dont le
point de fusion est très élevé(3422 ºC).
• ______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
Exemple : l’hydrogène est une substance qui réagit violemment avec l’oxygène de l’air
lorsqu’elle est chauffée à haute température.
Identifier une substance ou un objet.
Le contenant rempli d’eau
La masse volumique de l’eau est plus élevée que celle de l’alcool. En fait, chaque substance a sa propre masse volumique.
Prévoir les effets d’une substance sur son environn ement.
Déterminer l’usage qui peut être fait d’une substan ce ou d’un objet.
3
2. Nommez des exemples de propriétés non caractéristiques et caractéristiques.
(voir p.4-5 Univers sec.2)
Propriétés non caractéristiques Propriétés caractéristiques
La masse La masse volumique
Le volume Le point d’ébullition
La température Le point de fusion
L’état (la phase) la dureté
La grandeur la solubilité
La couleur Les empreintes digitales
La forme… Le code génétique(ADN)…
3. Nommez la propriété qui est mise en évidence dans les situations suivantes et
précisez s’il s’agit d’une propriété caractéristique ou non caractéristique.
Situation Propriété Non caractéristique ou caractéristique ?
a) une miche de pain pèse 400 g. masse Non-caractéristique
b) l’alcool éthylique bout à 78 °C. Point d’ébullition caractéristique
c) Cette bouteille contient 750 ml de jus. Volume Non-caractéristique
d) Le thermomètre dans l’eau de la piscine indique 20 °C.
température Non-caractéristique
e) Dans 100 mL d’eau, on peut dissoudre 36 g de chlorure de sodium(NaCl), mais dans cette même quantité d’eau on peut dissoudre jusqu’à 40 g de nitrate de potassium(KNO3).
solubilité caractéristique
f) 1cm3 d’or pèse 19,3 g, alors que 1cm3 d’aluminium pèse seulement 2,7 g.
Masse volumique caractéristique
g) Le mercure devient solide à -38,8 ºC. Point de solidification caractéristique
h) On peut mettre jusqu’à 2500 m3 de béton dans cette bétonnière.
Volume Non-caractéristique
4
4. La matière peut se présenter sous trois phases(ou états) : solide, liquide ou gazeuse. Afin de résumer ce concept, complétez le tableau suivant. (voir p.14-15 Univers sec.1)
Phase (état)
solide liquide gazeuse
Exemple
Dessin des
particules
Volume ?
(défini ou non défini)
Défini
Défini Non défini (variable)
Forme ?
(déterminée ou
non déterminée)
Définie
Non définie Non définie
Compressible ou
Incompressible ?
Incompressible
Incompressible Compressible
Niveau d’énergie
des particules ?
Bas
Moyen Élevé
Mouvements
possibles des
particules ?
Vibrations seulement
Vibrations et déplacements possibles
Vibrations et déplacements très rapides dans tous les
sens
5
5. Complétez le texte ci-dessous à l’aide de la banque de mots suivante :
Un changement de phase est le ________________ d’une phase(solide, liquide, gazeuse) à une autre. Une substance peut changer de phase si elle ____________ ou perd de l’________________ sous forme de chaleur. Ainsi lorsqu’on chauffe un bloc de glace, ses particules acquièrent de l’énergie et leur niveau d’_______________ augmente jusqu’au point de leur permettre de glisser les unes contre les autres; c’est le passage à l’état _____________. La ______________________ d’une substance est la mesure du degré d’agitation de ses _____________________.
6. Dans le diagramme suivant, écrivez dans les rectangles le nom des trois phases et ensuite, inscrivez le nom du changement de phase correspondant à chaque flèche sur les lignes numérotées ci-dessous. (voir p. 6 Univers sec.2)
2
1
3
4
5
6
Condensation
Vaporisation
Fusion
Solidification
Phase
GAZEUSE
Agitation, température, énergie, particules, passage, liquide, absorbe.
1. ___________________________
2. ___________________________
3. ___________________________
4. ___________________________
5. ___________________________
6. ___________________________
Phase
LIQUIDE
Phase
SOLIDE
passage
absorbe énergie
agitation
liquide température particules
Condensation solide
Sublimation
6
7. Inscrivez dans la flèche le changement de phase qui est décrit dans les situations suivantes. Ensuite, dans les rectangles, indiquez sous quelle phase(solide, liquide ou gazeuse) se trouve la substance avant et après le changement de phase.
a) Quelques gouttes d’alcool versées sur un comptoir disparaissent après quelques minutes.
b) De la lave sortant d’un volcan durcit au contact de l’air.
c) Du givre qui s’est formé durant la nuit sur les vitres de ta voiture.
d) Lorsque Marie souffle sur le miroir de sa chambre, de la buée se forme à la surface de ce dernier.
e) Après quelques semaines, les glaçons qu’on a laissés dans le congélateur semblent avoir rapetissé!
f) Lorsqu’on allume une bougie, de la cire se met à couler sur son long.
évaporation liquide gazeuse
solidification liquide solide
Condensation solide gazeuse solide
Condensation gazeuse liquide
gazeuse Sublimation solide
solide liquide Fusion
7
8. Vous préparez une boisson rafraîchissante en dissolvant une poudre aromatisée
dans 1 litre d’eau. Cette poudre contient du sucre, des sels minéraux, de l’acide
citrique, du colorant artificiel et des arômes artificiels.
Nommez et définissez :
a) le solvant : ______________________
Définition : ___________________________________________
____________________________________________________
____________________________________________________
b) les solutés : ______________________________________
____________________________________________________
Définition : ___________________________________________
____________________________________________________
____________________________________________________
c) la solution : _______________________________________
Définition : ___________________________________________
____________________________________________________
____________________________________________________
(voir p.6 Univers sec.2)
C’est la substance qui cause la dissolution et qui se trouve en plus grande quantité dans le mélange.
L’eau
du sucre, des sels minéraux, de l’acide citrique, du colorant artificiel et des arômes artificiels
C’est la substance qui est dissoute et qui se trouve en plus petite quantité dans le mélange.
C’est un mélange homogène formé du solvant et des solutés.
La boisson rafraichissante
8
9. Un mélange est une association de plusieurs substances. Dites si les mélanges suivants sont homogènes ou hétérogènes. Expliquez votre choix dans chaque cas. (voir p.6 Univers sec.2)
a) un mélange d’eau et d’huile : ___________________________________
Explique :_________________________________________________________
b) un sirop pour la toux : ___________________________________
Explique :_________________________________________________________
c) de l’eau d’érable : ___________________________________
Explique :_________________________________________________________
d) une boisson gazeuse : ___________________________________
Explique :_________________________________________________________
e) de l’air pur : ___________________________________
Explique :_________________________________________________________
f) une cuillère en acier(fer + carbone) :________________________________
Explique :_________________________________________________________
g) une lame de patin en acier qui commence à rouiller. _______________________
Explique :_________________________________________________________
10. Nommez des techniques de séparation des mélanges (p.6 Univers sec.2)
Sédimentation + décantation distillation
tamisage centrifugation
filtration _____________________________________
évaporation _____________________________________
hétérogène
on distingue deux parties différentes dans le mélange
homogène
le mélange est limpide et on ne distingue pas les différents ingrédients du sirop.
homogène
le mélange est limpide et on ne distingue pas les différents ingrédients.
hétérogène
hétérogène
homogène
homogène
on ne distingue pas les différentes substances qui composent l’air : Oxygène(21%), Azote(78%), CO2, H2O
on ne distingue pas les différents éléments qui composent la cuillère d’acier. De plus, les constituants de l’acier sont répartis uniformément.
on distingue deux phases différentes dans le mélange : les bulles(gaz) et l’eau sucrée(liquide).
on distingue deux parties différentes dans le mélange: l’acier(en gris) et la rouille(en orange).
9
11. Quelle(s) technique(s) de séparation des mélanges pourriez-vous utiliser pour séparer les mélanges suivants. Expliquez ensuite brièvement la méthode que vous avez choisi d’utiliser.
a) les cailloux du sable dans un mélange de terre? _______________________
Explique :_________________________________________________________
_________________________________________________________________
b) Du gravier mélangé à l’eau? ___________________________
Explique :________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
c) Le sel mélangé à l’eau? _____________________________________
Explique :_____________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
d) L’alcool mélangé à l’eau? _____________________________________
Explique :_________________________________________________________
_________________________________________________________________
e) La pulpe du jus d’orange? _____________________________________
Explique :_____________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
Résidu (sel)
Distillat (eau)
décantat
Filtrat
Résidu (pulpe)
tamisage
Les cailloux restent pris dans le tamis alors que le sable
passe au travers.
sédimentation + décantation
Distillation
Distillation
On laisse le gravier se déposer par gravité au
fond du bécher. On peut ensuite verser l’eau
dans un deuxième bécher tout en conservant
le gravier dans le premier.
En chauffant la solution d’eau salée, l’eau pure va quitter le mélange en s’évaporant et sera transférée par un tube, dans une éprouvette froide où elle se condensera sous forme liquide. Le sel quand à lui, restera sous forme de cristaux blanc dans le contenant de départ.
En chauffant le mélange entre 78 °C et 100 °C , l’alcool va s’évaporer et sera transféré, grâce à un tube, dans un contenant froid où il se condensera. L’eau quand à elle, demeurera dans le contenant de départ.
filtration
La pulpe reste prise dans le filtre alors
que le jus passe au travers.
sédiments
10
Activité Activité Activité Activité 2222 : Les instruments de laboratoire: Les instruments de laboratoire: Les instruments de laboratoire: Les instruments de laboratoire
Précisez le nom et la fonction des vingt instruments de laboratoire représentés aux pages 10 à 14.
Aidez-vous de votre volume Univers sec.2 aux pages 237, 238, 247 et 255 au besoin.
1
Nom : _________cylindre gradué ______________
Fonction : (à quoi sert-il, quand dois-je l’utiliser?)
Sert à mesurer précisément des
volumes de liquides
2
Nom : _________Entonnoir ___________
Permet de verser un liquide dans un
contenant à embouchure étroite.
3
Nom : ______________ Bécher __________
Sert à entreposer, chauffer ou
mélanger différentes substances.
4
Nom : ______________ Spatule ___________
Permet de prendre et de verser de
petites quantités de solide en poudre
ou en granules.
11
5
Nom : ______________ Erlenmeyer _________
Même fonction que le bécher, mais permet
en plus la récupération des gaz à sa
sortie. Il suffit de la combiner à un
bouchon troué et un tube de verre.
6
Nom : _______________ Tige de verre _______
Sert à agiter différentes substances
liquides.
7
Nom : _____________ éprouvette ________
Sert à recueillir et à bien visualiser des substances en petite quantité. Permet de créer des mélanges ou des réactions à petite échelle.
8
Nom : ____________ compte-goutte _
Permet le transfert d’un liquide goutte
par goutte dans un contenant, même
s’il est très étroit (éprouvette).
12
9
Nom : ________ Flacon-laveur _______
Utiliser lors du nettoyage du matériel
de laboratoire. Sert de source d’eau
distillée.
10
Nom : ________ brosse ______
Utiliser pour le nettoyage de
contenants étroits(éprouvettes,
cylindres gradués, erlenmeyers,…)
11
Nom : _________ pince à éprouvette ___
Permet de saisir des éprouvettes de
façon sécuritaire, surtout lorsqu’elles
ont chauffées.
12
Nom : _______ support à éprouvettes __
Permet d’entreposer des éprouvettes
de façon sécuritaire.
13
13
Nom : ___________ pince universelle ___
Permet de fixer ou assembler plusieurs
éléments(éprouvette, erlenmeyer,
thermomètre,…) dans un montage de
laboratoire.
14
Nom : ____________ Pince à becher __________
Permet de saisir des béchers de façon
sécuritaire, surtout lorsqu’ils ont été
chauffés.
15
Nom : ________ brûleur à alcool ____
Permet de chauffer certaines
substances en petite quantité et à
haute température.
16
Nom : ____ verre de montre_
-Permet l’observation de petits objets
ou de substances en granules.
-Utiliser lors des tests avec l’acide.
-Permet de déposer allumettes ou
objets en flamme sans danger.
14
17
Nom : ________ thermomètre ______
Permet de mesurer la température de
différentes substances.
18
Nom : ________ plaque chauffante ______
Permet de chauffer à des niveaux variables, des substances liquides contenues dans un bécher ou une erlenmeyer.
19
a) Nom: _______ tube de verre coudé _____
b) Nom : __________ bouchon troué ____
Ensemble, ces deux objets permettent
de récupérer les substances gazeuses
à la sortie d’un contenant étroit
(éprouvette, erlenmeyer,…)
20
Nom : _________ support universel __
Combiné à des pinces universelles, il
permet l’assemblage de plusieurs
éléments dans un montage de
laboratoire.
15
ActivitéActivitéActivitéActivité 3333 :::: L’utilisation de lL’utilisation de lL’utilisation de lL’utilisation de la balance a balance a balance a balance
Partie A : Peser des objets de formes définies
Votre enseignant vous présente 20 objets à l’avant de la classe. Vous devez, en équipe
de 2, peser tous ces objets à l’aide des balances rangées dans les armoires sous vos
comptoirs de laboratoire. Dans le tableau de la page suivante, vous consignerez la
masse de chaque objet en affichant le résultat jusqu’au centième de gramme ,
accompagné de son unité de mesure! Mais avant de commencer la pesée des
objets, lisez et complétez les exemples qui suivent .
Voici quelques exemples d’erreurs d’affichage les plus fréquents :
Exemples Explications
Une masse de 3 g …
devrait s’écrire 3,00 g
La balance est précise au centième de gramme, on affiche donc les résultats jusqu’à cette position.
Une masse de 34,50 …
devrait s’écrire 34,50 g
En science, toute valeur mesurée doit être affichée avec ses unités de mesure.
Une masse de 100,024 g
devrait s’écrire 100,24 g
Une balance précise jusqu’au centième de gramme ne peut afficher un résultat au millième de gramme!
Les résultats suivants ont été mesurés à l’aide d’une balance précise au centième de
gramme près. Toutefois, tous ces résultats comportent une erreur d’affichage, à
vous de les corriger en respectant les règles du tableau ci-dessus.
a) 16,6 g devrait s’écrire 16,60 g
b) 204,56 devrait s’écrire 204,56 g
c) 23, 056 g devrait s’écrire 23,56 g
d) Huit dixièmes de gramme devrait s’écrire 0,80 g
e) Huit centièmes de gramme devrait s’écrire 0,08 g
f) 0,2 g devrait s’écrire 0,20 g
g) 21 g devrait s’écrire 21,00 g
h) 0,28 devrait s’écrire 0,28 g
16
Rappel : N’oubliez pas d’ajuster votre balance avant de peser!
Objets(inscris leur nom) masse
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
Note : Pour vérifier si tes résultats sont valables, vous pouvez les comparer avec
ceux de la liste à l’avant.
17
Partie B : Peser des substances en poudre ou en granules..
Pour poursuivre cette activité, vous devrez peser
exactement 0,25 g de sable à l’aide d’une nacelle et des
échantillons de sable fournis en classe. Vous devez écrire la
démarche complète qui vous a permis d’obtenir la masse de
sable désirée. Indiquer également le matériel de laboratoire
utilisé pour réaliser votre démarche.
Démarche (description des manipulations et du matériel ):
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
Tableau des résultats :
Masse de la nacelle vide
(g)
Masse du sable seul
(g)
Masse totale
(g)
Faites approuver votre pesée par votre enseignant(e ).
ENRICHISSEMENT
1. Ajuster la balance.
2. Peser la nacelle vide. Noter : _______
3. Ajuster les curseurs de la balance à la masse totale(nacelle + sable). ____
4. À l’aide de la spatule, ajouter du sable dans la nacelle jusqu’à l’équilibre de la balance.
18
Partie B : Peser des substances sous forme liquide.
À l’aide de la balance et d’un cylindre gradué, vous
devez trouver la masse de 10 ml d’eau distillée .
Vous devez écrire la démarche complète qui vous a
permis de peser votre liquide. Indiquer également le
matériel de laboratoire utilisé pour réaliser votre
démarche.
Démarche (description des manipulations et du matériel ):
Tableau des résultats :
Masse du cylindre avec le liquide
(g)
Masse du cylindre vide
(g)
Masse du liquide
(g)
16,75 g 6,75 g 10,00 g
1. Ajuster la balance.
2. Peser le cylindre gradué vide. Noter le résultat : _______
3. Verser exactement 10 ml d’eau dans le cylindre et peser le tout.
4. Noter le résultat : _______
5. Soustraire la masse du cylindre vide à celle du cylindre plein. Noter
19
Capsule sur la masse volumique.Capsule sur la masse volumique.Capsule sur la masse volumique.Capsule sur la masse volumique.
1. Après avoir manipulé les briquettes de cuivre et d’aluminium que votre enseignant vous a remis, répondez aux questions suivantes :
a) Que constatez-vous en premier lieu en manipulant ces briquettes?
_________________________________________________________________
b) Qu’ont en commun ces deux briquettes? _____________________________
c) À l’aide de ta règle, déterminez les dimensions des briquettes et inscrivez-les sur la figure suivante :
d) Remplissez tout le tableau suivant
Substances Cuivre Aluminium
Numéro atomique 29 13
Symbole chimique Cu Al
La masse m (g) 70 ,65 g 21,40 g
Le volume v (cm3)
v = l x h x L 7,2 cm3 7,2 cm3
La masse volumique ρ (g/cm3)
ρ = m ÷ v 9,8 g/cm3 2,9 g/cm3
e) Le calcul de la masse volumique de chaque briquette m’apprend qu’un volume de
1 cm3 de cuivre contient _________ g de matière, alors que 1 cm3 d’aluminium ne
contient que ________ g de matière. C’est pourquoi on dira que le cuivre est
plus ____________ que l’aluminium. Il y a davantage de matière entassée
dans 1 cm 3 de cuivre que dans 1 cm 3 d’aluminium. Illustrez cette différence
de densité dans les cubes ci-dessous en y dessinant des particules de matière :
note : densité = masse volumique
L = ___5,0 cm___
l = _____1,2 cm__
h = ____1,2 cm___
1 cm3 de cuivre
1 cm3 d’aluminium
La briquette de cuivre paraît nettement plus lourde.
Leur volume
dense
9,8
2,9
9,8 g 2,9 g
20
2. Votre enseignant vous remet maintenant une briquette faite d’un métal inconnu. À
l’aide de la balance, d’une règle et des informations affichées dans le tableau ci-
dessous, déterminez de quel métal ou alliage pourrait être composée la briquette
qu’on vous a remise.
Métal ou alliage Masse volumique
(g/cm3)
fer 7,86
cuivre 8,92
aluminium 2,70
plomb 11,35
zinc 7,15
étain 7,29
laiton 7,30 à 8,80
acier 7,50 à 8,10
La briquette est probablement faite de : ______________
Explications et calculs :
ENRICHISSEMENT
21
3. Observez bien les démonstrations que votre enseignant vous présente à l’avant et répondez aux questions suivantes.
a) Expliquez ce qui se produit avec l’huile et l’eau une fois mélangés. ______
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
b) Expliquez le comportement de l’œuf lorsqu’il est déposé dans un mélange
d’eau douce et d’eau salée. _____________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
c) Dans le schéma suivant, dessinez des particules de matières dans les
deux contenants, afin d’illustrer la différence de masse volumique(ou de
densité) entre l’eau distillée et l’eau salée. Utilisez deux couleurs
différentes pour illustrer les particules d’eau et de sel.
d) À quel type de mélange peut-on associer l’eau salée? ________________
Expliquez :___________________________________________________
___________________________________________________________
e) Pourquoi flotte-t-on très facilement dans l’eau de la mer Morte?
______________________________________________________________
______________________________________________________________
10 mL d’eau distillée
10 mL d’eau salée
La masse volumique de l’œuf est plus grande que celle de l’eau douce, mais plus faible que celle de l’eau salée. Ainsi, lorsqu’on plonge l’œuf dans le mélange, il s’enfonce dans l’eau douce, mais lorsqu’il rencontre la couche d’eau salée il s’immobilise.
La masse volumique de l’huile est plus faible que celle de l’eau. C’est pourquoi en les mélangeant, l’huile flottera sur l’eau, créant un mélange hétérogène.
À l’œil, on ne distingue pas le sel et l’eau dans le mélange. Le soluté(sel) est réparti uniformément dans le mélange.
L’eau de la mer Morte est encore plus salée que celle des autres océans. La densité de cette eau est donc très élevée, c’est pourquoi on s’y enfonce beaucoup moins.
Homogène (solution)
22
Activité Activité Activité Activité 4444 : La masse volumique des liquides: La masse volumique des liquides: La masse volumique des liquides: La masse volumique des liquides
Partie A : La masse volumique de l’eau distillée
Vous devez maintenant déterminer expérimentalement la masse volumique de l’eau
distillée, en utilisant des volumes de 5 et 8 ml de liquide. Décrivez toutes les
manipulations nécessaires à cette tâche et inscrivez ensuite tes résultats dans le tableau.
Rappel : On calcule la masse volumique ρ d’une substance en divisant sa masse m (en g)
par son volume v (en ml). Formule : ρ = m ÷ v (en g/cm3 ou g/mL)
Démarche (description des manipulations et du matériel ):
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
Tableau des résultats :
Masse du cylindre
avec le liquide (g)
Masse du cylindre
vide (g)
Masse du liquide
(g)
Volume du liquide
(ml)
Masse volumique
(g/ml)
13,98 9,07 4,91 5 0,98
17,15 9,07 8,08 8 1,01
15
masse volumique moyenne = 1,00 g/ml
Exemple de Calculs pour la masse volumique(pour 8 ml) :
ρ = m ÷ v ρ = 8,08 g ÷ 8 ml ρ = 1,01 g/ml
Question :
La masse volumique d’un liquide dépend-elle du volume de liquide utilisé? ________
Explique :____________________________________________________________
____________________________________________________________________
1. Ajuster la balance.
2. Peser le cylindre gradué vide. Noter le résultat : _______
3. Verser exactement 5 ml d’eau distillée dans le cylindre et peser le tout. Noter le résultat : _______
4. Soustraire la masse du cylindre vide à celle du cylindre plein. Noter.
5. Diviser la masse du liquide par son volume. Noter le résultat.
6. Répéter les étapes 1 à 5 avec un volume de 8 ml.
non
La masse volumique est unique à chaque substance et qu’on utilise un volume de 5 8 ou 15 ml pour la calculer, on arrive à la même valeur à quelques centièmes près.
23
Partie B : La masse volumique de l’eau salée
Refaites l’activité de la page précédente, mais cette fois, en utilisant de l’eau salée au
lieu de l’eau distillée.
Démarche (description des manipulations et du matériel ):
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
Tableau des résultats :
Masse du cylindre
avec le liquide (g)
Masse du cylindre
vide (g)
Masse du liquide
(g)
Volume du
liquide
(ml)
Masse volumique
(g/ml)
15,10 9,21 5,93 7 1,18
18,41 9,21 9,20 10 1,21
16
masse volumique moyenne = 1,20
Exemple de Calculs pour la masse volumique(pour 5 ml) :
ρ = m ÷ v ρ = 5,93 g ÷ 5 ml ρ = 1,18 g/ml
Questions :
1. D’après vous, deux substances différentes peuvent-elle avoir la même masse volumique? ________
Explique : ___________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 2. Selon vous, l’eau salée flotte-t-elle sur l’eau? _________ Explique : ___________________________________________________________ ____________________________________________________________________
1. Ajuster la balance.
2. Peser le cylindre gradué vide. Noter le résultat : _______
3. Verser exactement 5 ml d’eau salée dans le cylindre et peser le tout. Noter le résultat : _______
4. Soustraire la masse du cylindre vide à celle du cylindre plein. Noter.
5. Diviser la masse du liquide par son volume. Noter le résultat.
6. Répéter les étapes 1 à 5 avec un volume de 8 ml.
La masse volumique de l’eau salée est plus élevée que celle de l’eau distillée, donc c’est plutôt l’eau distillée qui aurait tendance à flotter sur l’eau salée.
La masse volumique est unique à chaque substance ; c’est une propriété caractéristique.
non
non
24
Petit rappel sur le pH. Petit rappel sur le pH. Petit rappel sur le pH. Petit rappel sur le pH.
( Lire le volume Univers de sec.1 p.27 à 29 avant de répondre)
6
Pages 27 à 29
Pages 268 à 270
DÉFINITION
Un acide est une substance qui une fois dissoute dans l’eau,
donne une solution dont le pH est inférieur à 7.
Une base est
une substance qui une fois dissoute dans l’eau,
donne une solution dont le pH est supérieur à 7.
Une substance neutre est une substance qui une fois dissoute dans l’eau,
donne une solution dont le pH est exactement 7.
MESURE DE L’ACIDITÉ ET DE LA BASICITÉ
L’acidité et la basicité
© ERPI R
epro
ductio
n e
t m
odifi
catio
ns a
uto
risées
* Ces quelques couleurs du pH sont données à titre de repères.
Elle est exprimée par .
Zones Valeurs Échelle du pH Exemples
1
2 Substances acides :
boissons gazeuses, vinaigre,
3 jus d’orange, jus de tomate,...
4
5
6 Substance neutre :
7 eau distillée, l’éthanol, eau sucrée,
eau salée.
8
9 Substances basiques :
10 Bicarbonate de sodium,
11 savon, Détergents (windex, eau de
javel…)
12
13
le pH
Bas
ique
A
cide
Neutre
25
TestTestTestTests d’identifications des liquidess d’identifications des liquidess d’identifications des liquidess d’identifications des liquides
1. Test des papiers tournesol
Comment faire?
Il suffit de tremper les papiers tournesol rouge et bleu dans
la solution à analyser et de noter la couleur que prennent
les deux papiers immédiatement après être sorti du liquide.
Très important de faire le test avec les deux papiers
tournesol, le rouge et le bleu!
Résultats possibles
(Remplis le tableau suivant après avoir observé les démonstrations faites par ton
enseignant avec les trois types de liquides(acide, neutre et basique).
Types de liquides Réaction du
tournesol bleu
Réaction du
tournesol rouge
solutions acides
pH < 7
Exemples : jus de citron, vinaigre,
boissons gazeuses,…
devient rouge Reste rouge
Liquides ou solutions neutres
pH = 7
Exemples : eau salée, eau distillée,
alcool, eau sucrée,
Reste bleu Reste rouge
solutions basiques
pH > 7
Exemples : détergents, savons, solution
de bicarbonate de sodium
Reste bleu te
bleu
Devient bleu
26
2. Test de la conductibilité électrique.
Comment faire?
Il suffit de tremper les électrodes du conductimètre dans la
solution à analyser et de noter l’intensité du clignotement
produit par l’ampoule du conductimètre. Lorsque le
clignotement est intense et rapide on considère que la
solution est conductrice d’électricité.
Les solutions acides, basiques et salines conduisent le courant électrique(elles
font clignoter fortement le conductimètre).
D’autres substances comme l’eau sucrée, l’alcool et L’eau distillée ne
conduisent pas le courant électrique(elles font clignoter très faiblement ou pas
du tout le conductimètre).
3. Test de la masse volumique (voir activité 4 pages 20 et 21).
Trouver la masse volumique d’un liquide revient à trouver la masse(en g) d’un
seul millilitre de ce liquide.
Comment faire?
La masse volumique ρ d’un liquide s’obtient en divisant sa masse m (en g) par
son volume v (en ml). Son unité de mesure est donc le g/ml ou le *g/cm3.
ρ = m ÷ v * 1 ml = 1 cm3
conductimètre
27
Activité Activité Activité Activité 5555 : l’identification des liquides : l’identification des liquides : l’identification des liquides : l’identification des liquides
(Test de révision pour l’examen de laboratoire.)
1. Problème : On vous présente 3 liquides inconnus à l’avant de la classe, étiquetés A, B, et
C. À l’aide du matériel fourni à votre poste de travail et de la liste de
propriétés des liquides de la page 30, on vous demande de déterminer si ces
trois liquides pourrait faire partie des substances affichées sur la liste p.30.
a) À partir de la mise en situation, résumez en vos mots le problème à
résoudre?
b) Résumez en quelques lignes ce que vous comptez faire pour résoudre ce problème (Quel type d’informations ou de résultats devrez-vous chercher? Que ferez-vous avec ces résultats pour résoudre le problème posé?).
2. Hypothèse (y-a-il des liquides dont vous pourriez prédire l’identité à première vue?) :
Réponses variables
Après avoir déterminé expérimentalement la masse volumique, le pH et la
conductibilité des liquides A, B et C, je comparerai ces propriétés avec celles des
liquides affichés à la page 30. Je pourrai alors dire si les liquides inconnus font
partie de cette liste ou non.
Je dois faire différents tests en laboratoire sur trois liquides inconnus(A, B et C). afin de
déterminer s’ils pourraient faire partie de la liste des liquides présentée à la page 30.
28
3. Démarche Description des manipulations et du matériel utilisé :
4. Tableau des résultats
Liquides
Masse du cylindre avec
le liquide
(g)
Masse du cylindre vide
(g)
Masse du liquide
(g)
Volume du liquide
(ml)
Réaction au tournesol rouge
Réaction au tournesol bleu
Clignottement du
conductimètre
A 17,30 7,32 9,98 10 Reste rouge Devient rouge fort
B 18,70 7,32 11,88 10 Reste rouge Reste bleu fort
C 15,15 7,32 7,83 10 Reste rouge Reste bleu nul
1. Ajuster la balance.
2. Peser le cylindre gradué vide à l’aide la balance et noter le résultat.
3. Verser exactement 10 ml du liquide inconnu A dans le cylindre gradué, peser le tout et noter le résultat.
4. Soustraire la masse du cylindre vide à celle du cylindre plein, noter le résultat.
5. Verser environ 20 ml du liquide inconnu dans un bécher de 50 ml et tremper le
conductimètre dans le contenu du bécher. Noter le résultat.
6. Tremper ensuite les papiers tournesol rouge et bleu dans le liquide du bécher et noter les résultats.
7. Rincer tout le matériel et répéter les étapes 1 à 6 avec les autres liquides.
29
5. a) Traitement des résultats.
Liquide Sa masse volumique ? Son pH? Sa conductibilité?
A
ρ ≈ 0,99 g/mL Calcul complet :
9,88 g ÷ 10 mL = 0,988 g/mL
pH : acide Justification :
Le tournesol bleu est devenu rouge
Conduit bien
Justification :
Le conductimètre
clignote fortement
B
ρ ≈ 1,19 g/mL Calcul complet :
11,88 g ÷ 10 mL = 1,188 g/mL
pH : neutre
Justification :
Le liquide n’a aucun effet sur les
tournesols
Conduit bien
Justification :
Le conductimètre
clignote fortement
C
ρ ≈ 0,78 g/mL Calcul complet :
7,83g ÷ 10 mL = 0,783 g/mL
pH : neutre
Justification :
Le liquide n’a aucun effet sur les
tournesols
Ne conduit pas
Justification :
Le conductimètre
clignote très faiblement
b) Questions d’analyse:
Justifiez vos réponses en vous appuyant sur au moins deux résultats expérimentaux!
1. D’après vous, le liquide A pourrait-il être de l’éthanol? ________
Justifiez :__________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
Quelle serait la nature la plus probable du liquide A? _________________________
2. D’après vous, le liquide B pourrait-il être de l’eau distillée? ________
Justifiez :__________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
Quelle serait la nature la plus probable du liquide B? _________________________
3. D’après vous, le liquide C pourrait-il être de l’éthylène glycol? ________
Justifiez :__________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
Quelle serait la nature la plus probable du liquide C? _________________________
non La masse volumique de mon liquide est plus élevée que celle de l’éthanol. De
plus, l’éthanol est une substance neutre alors que mon liquide est acide.
Enfin, contrairement à mon liquide, l’éthanol n’est pas conducteur.
La masse volumique du liquide B est plus élevée que celle de l’eau distillée.
De plus, l’eau distillée est une substance faiblement conductrice alors que le
liquide B conduit.
non
Solution acide
Eau salée
Même si le liquide C est neutre et non conducteur comme l’éthylène glycol , sa
masse volumique est nettement plus faible que celle de l’éthylène glycol.
Éthanol
non
30
Liste de quelques caractéristiques de substances li quides.
Masse volumique
(g/ml)
Autres caractéristiques
Éthanol
≈ 0,79
Incolore. Substance neutre (pH = 7). Ne conduit pas le courant électrique.
Eau distillée
≈ 1,00
Incolore Substance neutre (pH = 7). Ne conduit pas(ou très peu) le courant électrique.
Solution basique
≈ 1,00
Incolore. Substance basique (pH > 7). Conduit le courant électrique.
Solution acide
≈ 1,00
Incolore Substance acide (pH < 7). Conduit le courant électrique.
Éthylène glycol
≈ 1,11
Incolores Substance neutre (pH = 7). ne conduit pas le courant.
Eau salée
Entre 1,05 et 1,20
Incolore Substance neutre (pH = 7). Conduit le courant électrique.
Glycérine
≈ 1,26
Incolore Substance neutre (pH = 7). Ne conduit pas(ou très peu) le courant électrique.
31
[vert]
Lisez les pages 32 à 45 de votre volume Univers sec.2 avant de remplir les pages 31 à 33.
4
Pages 32 à 37
DÉFINITIONS ET EXEMPLES
Un élément est une substance qui ne peut être séparée en d’autres
substances par des moyens physiques ou chimiques.
Exemples d’éléments
Ex. : oxygène, hydrogène, chlore, sodium.
Un symbole chimique est une abréviation du nom d’un élément.
Il est constitué d’une ou de deux lettres. La première lettre du symbole est toujours une
majuscule et la deuxième lettre, une minuscule.
Exemples de symboles chimiques Réponses variables. Ex. :
O pour oxygène, H pour hydrogène, Cl pour chlore, Na pour sodium.
Le tableau périodique des éléments est en quelque sorte un catalogue qui fournit
beaucoup de détails sur les propriétés des divers éléments.
Exemple d’une case d’un tableau périodique
Numéro atomique
Signification : Donne l’ordre de l’élément dans le tableau.
Symbole chimique
Nom de l’élément
Masse atomique
Signification : Masse relative d’un élément par
rapport à un autre.
L’état de l’élément (gazeux, liquide, solide) à 25 °C.
est parfois indiqué par la couleur. Ici, la couleur verte associée au fluor indique qu’il s’agit d’un gaz
Les éléments Le tableau périodique des éléments
32
5
Pages 39 à 41
DÉFINITION
L’atome est la plus petite particule
en laquelle un élément peut être
divisé par des moyens chimiques.
Le diamètre moyen de l’atome
est de 10–10 m ou un dixième de
milliardième de mètre.
MODÈLE ATOMIQUE DE DALTON
Fondements Exemples
Toute la matière est constituée d’atomes. Les atomes sont tellement petits qu’il est impossible de les observer. Ils ne peuvent être ni créés, ni détruits, ni divisés en parties plus petites.
Tous les atomes d’un même élément sont Les atomes d’or sont tous pareils.
identiques. Ils ont la même masse.
Les atomes d’éléments différents sont Les atomes de fer et les atomes d’or
différents. ne sont pas pareils.
Dans une réaction chimique, les atomes se Les atomes d’hydrogène s’unissent à
séparent ou s’assemblent pour former l’atome d’oxygène pour former de l’eau.
de nouvelles substances.
Les atomes
John Dalton.
33
6
Pages 42 à 45
DÉFINITIONS ET EXEMPLES
Une molécule est un ensemble de deux ou de plusieurs atomes liés
chimiquement entre eux.
Exemple
Réponses variables. Ex. :
La nomenclature chimique est une façon précise de nommer les molécules.
Exemples Réponses variables. Ex. :
Nom usuel Nom
scientifique Formule chimique
• Gaz carbonique Dioxyde de carbone CO2
• Ozone Trioxygène O3
• Etc.
•
•
•
•
•
Les molécules
Un composé est une molécule constituée d’éléments différents.
Une formule chimique est une écriture constituée du symbole de l’élément et du nombre
d’atomes (chiffre placé en indice) qui compose une molécule.
Exemple Réponses variables. Ex. :
Symbole chimique d’une molécule de gaz carbonique : CO2
34
Activité Activité Activité Activité 6666 :::: les atomes et les molécules les atomes et les molécules les atomes et les molécules les atomes et les molécules
1. Après avoir rempli tout le tableau ci-dessous, représentez chaque molécule
en assemblant les billes de couleurs appropriées, que vous retrouvez dans les
ensembles de modèle moléculaire fournis par ton enseignant.
Note : Pour un défi supplémentaire, essaie d’assembler toutes ces molécules sans laisser de trous libres dans les billes ou d’extrémités libres sur les bâtonnets.
Nom de la
molécule
Symbole
chimique
Composition
(Donne le nombre et le nom de chaque
atome présent dans la molécule)
Élément ou
composé?
Dichlore Cl2 2 atomes de Chlore élément
Peroxyde H2O2
2 atomes d’Hydrogène
2 atomes d’Oxygène Composé
Eau H2O 2 atomes d’Hydrogènes
1 atome d’Oxygène Composé
Dioxygène O2 2 atomes d’Oxygène élément
Méthane CH4
1 atome de carbone
4 atomes d’hydrogène composé
Ammoniac NH3
1 atome d’azote
3 atomes d’hydrogène composé
Gaz carbonique CO2 1 atome de Carbone
2 atomes d’Oxygène composé
Acide
Chlorhydrique
HCl 1 atome d’Hydrogène
1 atome de Chlore composé
Ozone O3 3 atomes d’Oxygène
élément
Éthanol C2H5OH
2 atomes de carbone
6 atomes d’hydrogène
1 atome d’oxygène
composé
Vinaigre CH3COOH
2 atomes de carbone
4 atomes d’hydrogène
2 atomes d’oxygène
composé
Sucre C6H12O6
6 atomes de carbone
12 atomes d’hydrogène
6 atomes d’oxygène
composé
35
Activité Activité Activité Activité 7777 : Les éléments du tableau périodique: Les éléments du tableau périodique: Les éléments du tableau périodique: Les éléments du tableau périodique
1. L’électrolyse est une méthode de décomposition des substances, obtenue par le passage du courant électrique. Par cette méthode, on peut décomposer l’eau en deux éléments qui ont des propriétés différentes.
Observez attentivement la démonstration que votre enseignant vous présente concernant l’électrolyse. Répondez ensuite aux questions suivantes.
a) Sur la figure ci-contre, écrivez le nom des deux éléments produits par l’électrolyse vis-à-vis la bonne éprouvette. Donnez ensuite quelques propriétés caractéristiques de ces deux éléments.
b) Comment peut-on identifier les gaz produits dans les éprouvettes? ___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
c) Pourquoi l’éprouvette contenant l’hydrogène est-elle deux fois plus remplie que celle contenant l’oxygène?
___________________________________________________________
___________________________________________________________
p.31 à 45
Hydrogène (H) Oxygène (O)
Propriétés :
Gaz très léger qui explose
au contact de la flamme.
Propriétés :
Gaz capable de rallumer un
tison.
Gaz essentiel à la combustion
et à la respiration cellulaire.
Le test de la flamme pour identifier l’hydrogène(s’il explose, c’est de l’hydrogène)
Le test du tison pour identifier l’oxygène(s’il rallume un tison, c’est de l’oxygène)
Parce que dans la formule chimique de l’eau (H2O ), il y a deux fois plus d’atomes d’hydrogène que d’atomes d’oxygène.
36
2. Le sel de table est une substance qui peut être décomposée par l’électrolyse en deux éléments.
a) Écrivez les informations demandées dans le tableau ci-dessous
concernant ces deux éléments.
b) Le sel a-t-il les mêmes propriétés que les substances qui le
composent? _________ Expliquez. ___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
3. Complétez le tableau suivant.
Élément Symbole chimique Masse atomique Numéro atom ique
Plomb Pb 207 82
Tungstène W 184 74
Radium Ra 226 88
Mercure Hg 201 80
Manganèse Mn 55 25
4. Voici pêle-mêle des éléments du tableau périodique qui sont gazeux, liquides ou solides à température ambiante(25 ºC). Classez chacun de ces éléments au bon endroit dans le tableau au bas de la page..
Éléments solides Éléments liquides Éléments gazeux
Ti, Mg, Fe, Ag
Hg, Br O, Ar, Cl, H, He, N, Rn
Éléments : Sodium Chlore
Symboles : Na Cl
Propriétés :
_______________________
_______________________
_______________________
_______________________
_______________________
_______________________
_______________________
_______________________
O, Hg, Ti, Br, Ag, Cl, Mg, Ar, Fe, H, He, N, Rn
Métal mou qui réagit violemment avec l’eau.
Gaz verdâtre très toxique. Utilisé comme bactéricide.
Non, il n’est pas toxique et gazeux comme le chlore. De plus, il ne réagit pas
violemment avec l’eau comme le sodium et n’est pas malléable et conducteur
d’électricité comme ce dernier.
37
5. À l’aide du modèle de Dalton, représentez les substances inscrites dans le tableau ci-dessous. Utilisez la légende de couleur sous le tableau pour illustrer vos substances.
substances Acide sulfurique
H2SO4
Gaz carbonique
CO2
Ozone
O3
Ammoniac
NH3
Illustration avec le modèle de Dalton
Légende : H = jaune, S = blanc, O = rouge, C = noir, N = bleu, Cu = vert
6. Remplissez toutes les cases du tableau ci-dessous.
Réaction A (Décomposition de
l’eau) 4 H2O
2 O2 + 4 H2
Illustrez cette réaction avec le Modèle de Dalton.
+
Écrivez cette réaction en texte avec les mots molécule et/ou atome
4 molécules d’H2O Se
décomposent pour
former…
2 molécules d’O2 4 molécules de H2
Élément ou composé?
Un composé un élément un élément
Réaction B (Formation de
l’oxyde de cuivre) 2 Cu + O2
2 CuO
Illustrez cette réaction avec le Modèle de Dalton.
+
Écrivez cette réaction en texte avec les mots molécule et/ou atome
2 atomes de Cu + 1 molécule d’O2 Formeront 2 molécules de CuO
Élément ou composé?
élément élément composé
ENRICHISSEMENT
38
7. La photosynthèse
a) Définition (voir p.101 Univers sec.2):
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
b) Remplissez tous les espaces libres dans le tableau suivant.
Réaction chimique de la photosynthèse :
Nom des substances Gaz carbonique Eau sucre dioxygène
Élément ou composé ? composé composé composé élément
Équation chimique 6 CO2 + 6 H2O
1 C6H12O6 +
6 O2
Dessin des molécules
Légende :
C =
O =
H =
Produits ou réactifs? réactifs produits
nombre total d’atomes
de chaque sorte
présents de chaque
côté de la flèche
C = 6
O = 18
H = 12
C = 6
O = 18
H = 12
Réaction au cours de laquelle les végétaux utilisent l’énergie lumineuse du soleil
pour produire, à partir de l’eau et du gaz carbonique, du sucre et de l’oxygène.
ENRICHISSEMENT
39
A L U M I N I U M
A R G E N T
O X Y G È N E
C U I V R E
R A D I U M
É T A I N A
S
T
T
E
F
L
O
R
A
N
T
M
O
I
E
E
L
L
R
E
B
O A
D
N
E
P
T
U
NI
M
S
O
U
F
E
40
☼ Lis les pages 7 à 22 de ton volume Univers sec.2 avant de remplir les pages 38 et 39.
1
Pages 9 à 11
DÉFINITION
Un changement physique est une transformation qui ne change
ni la nature ni les propriétés caractéristiques de la matière. Aucune
nouvelle substance n’est produite.
TYPES DE CHANGEMENTS PHYSIQUES
• Les changements de phase.
• Les mélanges.
• Les changements de forme.
CHANGEMENTS DE FORME
Changement de forme
Explication Exemples
Pliage
Découpage
Déchiquetage
Laminage
Moulage
Les changements physiques
Consiste à donner un angle
déterminé à une partie d’une
pièce de matériau souple.
Consiste à tailler une pièce d’un
matériau en suivant un contour
ou un dessin.
Consiste à déchirer une pièce
d’un matériau en petits
morceaux irréguliers.
Consiste à réduire l’épaisseur
d’un matériau pour en faire des
feuilles minces.
Consiste à verser un liquide ou
une pâte dans un moule de façon
à obtenir un produit qui aura
une forme particulière.
Réponses variables. Ex. : Plier
du papier pour faire un
livre ; de l’aluminium pour
faire des gouttières ; etc.
Découper : des formes dans une
pâte à biscuits ; du papier pour
faire des marionnettes ; etc.
Déchiqueter : du papier pour
faire du papier mâché ; etc.
Laminer de l’aluminium pour
faire du papier d’aluminium
ou des canettes ; etc.
Verser dans des moules : du
chocolat liquide qui en conser-
vera la forme une fois refroidi ;
etc.
41
2
Pages 12 à 17
DÉFINITION
Un changement chimique est une transformation qui change
la nature et les propriétés caractéristiques de la matière. De nouvelles
substances sont produites.
Synonyme de changement chimique : Réaction chimique.
INDICES D’UN CHANGEMENT CHIMIQUE
•
•
•
•
•
•
EXEMPLES DE RÉACTIONS CHIMIQUES
Nom Définition
Les changements chimiques
Changement de couleur de la matière.
Dégagement d’un gaz ( Effervescence) .
Changement de température.
Formation d’un solide (un précipité).
Grande quantité d’énergie dégagée ou absorbée.
Changement généralement non réversible.
Combustion
Respiration
cellulaire
Photosynthèse
Fermentation
Oxydation
La combustion est une réaction chimique où une substance réagit avec
l’oxygène de l’air, en dégageant une grande quantité de chaleur.
La respiration cellulaire est une réaction chimique qui fournit l’ énergie
nécessaire aux cellules pour fonctionner.
La photosynthèse est une réaction chimique qui transforme des substances
simples (eau et gaz carbonique) en oxygène et en substances complexes
(sucres).
La fermentation alcoolique est une réaction chimique qui se produit sans
oxygène de l’air, grâce aux levures.
L’oxydation est une réaction chimique d’un élément avec l’oxygène de l’air.
42
Activité Activité Activité Activité 8888 : Déterminer le type de changement qui a lieu : Déterminer le type de changement qui a lieu : Déterminer le type de changement qui a lieu : Déterminer le type de changement qui a lieu
lors de dix expériences.lors de dix expériences.lors de dix expériences.lors de dix expériences.
Observez bien chacune des démonstrations que votre enseignant vous présente à l’avant et
précisez dans chaque cas, si l’expérience donne lieu à un changement physique ou
chimique. Justifiez votre réponse à l’aide des explications et des indices notées aux pages
40-41. Inscrivez vos réponses au bon endroit aux pages 42 à 44.
Expérience 1 :
«Distiller 10 ml d’une solution d’eau et de CuSO4.»
Changement physique ou chimique ? physique
Justification : Durant la distillation, l’eau ne fait que changer de phase. Il n’y a aucune nouvelles substances produites, on ne fait que séparer les parties d’un mélange(sel et eau)
Expérience 2 :
«Chauffer 1,5 g de paradichlorobenzène dans un bain-marie»
Changement physique ou chimique ? physique
Justification : Le paradichlorobenzène ne fait que changer de phase(la fusion). Aucune nouvelle substance n’est produite!
Expérience 3 :
«Mélanger 10 g de cristaux à saveur de citron à 150 ml d’eau. Ajouter au mélange 10 g de cristaux à saveur de mures.»
Changement physique ou chimique ? physique
Justification : Car il n’y a pas de nouvelles substances produites; on ne fait que mélanger des substances. Le changement de couleur est dû à l’addition de colorations du jaune et du bleu qui donne vert.
ENRICHISSEMENT En équipe de 2, vous devrez réaliser deux des 10 expériences suivantes à votre poste de travail. Vous devrez rédiger un rapport complet de vos expériences en respectant les instructions données par votre enseignant.
43
Expérience 4 :
«Mélanger quelques gouttes d’indicateur universel à 10 ml de jus de citron. Ajouter ensuite 5 g de bicarbonate de sodium»
Changement physique ou chimique ? chimique
Justification : Il y a formation d’une nouvelle substance sous forme gazeuse(effervescence ), accompagnée d’un changement de couleur .
Expérience 5 :
«Mélanger 0,5 g de magnésium à 25 ml d’acide chlorhydrique»
Changement physique ou chimique ? chimique
Justification : Il y a formation d’une nouvelle substance sous forme gazeuse(forte effervescence ), accompagnée d’une élévation de température .
Expérience 6 :
«Chauffer un ruban de magnésium à la flamme.»
Changement physique ou chimique ? chimique
Justification : Il y a formation d’une nouvelle substance sous forme solide(la cendre blanche), accompagnée d’un changement de couleur et d’un fort dégagement d’énergie lumineuse et thermique.
Expérience 7 :
«Chauffer de la poudre de cuivre à la flamme.»
Changement physique ou chimique ? chimique
Justification : Il y a formation d’une nouvelle substance sous forme solide(la poudre vert-noir), accompagnée d’un changement de couleur .
44
Expérience 8 :
«Mélanger 10 ml de peroxyde 3 % avec 2 g de dioxyde de manganèse(MnO2).»
Changement physique ou chimique ? chimique
Justification : Il y a formation d’une nouvelle substance sous forme gazeuse(forte effervescence ), accompagnée d’une élévation de température .
Expérience 9 :
«Mélanger 2 g de poudre de craie avec 25 ml de vinaigre.»
Changement physique ou chimique ? chimique
Justification : Il y a formation d’une nouvelle substance sous forme gazeuse(effervescence ).
Expérience 10 :
«Mélanger 25 ml d’une solution de sulfate de cuivre(CuSO4) avec 25 ml d’une solution d’hydroxyde de sodium (NaOH).»
Changement physique ou chimique ? chimique
Justification : il y a formation d’une nouvelle substance sous forme de solide en suspension(un précipité ), accompagnée d’un changement de couleur .
45
Activité Activité Activité Activité 9999 : Les changements physiques.: Les changements physiques.: Les changements physiques.: Les changements physiques.
1. Dans les situations décrites ci-dessous, cochez celles qui impliquent un changement physique et
lorsque c’est le cas, précisez de quel type de changement physique il s’agit (Changement de
phase? changement de forme? ou mélange?)
2. Vous faites dissoudre du sucre dans l’eau. Donnez trois raisons qui démontrent que la dissolution
du sucre dans l’eau est un changement physique, et non un changement chimique.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Situations √
Type de changements physique
Changement de phase? Changement de
forme? Mélange?
a) Faire bouillir de l’eau. √ Changement de phase
b) Mettre du sucre et du lait dans un café. √ Mélange
c) Faire griller une tranche de pain. (ch. Chimique)
d) Déposer une bûche dans un poêle à bois allumé.
(ch. Chimique)
e) Se laver les cheveux avec du shampoing. √ Mélange
f) Ajouter un glaçon dans une boisson. √ Changement de phase et mélange
g) Allumer des bougies parfumées (ch. Chimique
h) Jeter une poignée de sels de bain dans l’eau du bain.
√ Mélange
i) Décongeler un repas congelé. √ Changement de phase
j) Du parfum qui s’évapore. √ Changement de phase
k) Du sel ajouté à de la soupe. √ Mélange
l) Du lait versé dans des céréales √ Mélange
m) Une automobile qui est réparée dans un atelier de débosselage
√ Changement de forme
n) Du papier qu’on déchire. √ Changement de forme
o) L’eau qui gèle près des rives du fleuve. √ Changement de phase
p.9 à 11
- Aucune nouvelles substances n’est formées. On n’a fait que mélanger les deux substances.
- Le changement est réversible( on peut retrouver l’eau et le sucre dans le même état où ils étaient avant le mélange) - On peut séparer le sucre et l’eau par un moyen physique simple; la distillation.
46
Activité 10Activité 10Activité 10Activité 10 : Les changement: Les changement: Les changement: Les changements chimiques.s chimiques.s chimiques.s chimiques.
1. parmi les énoncés suivants, soulignez ceux qui caractérisent un changement chimique.
2. Vous chauffez un solide dans un contenant ouvert. Parmi les indices suivants, encerclez ceux qui permettent de savoir que l’on est en présence d’un changement chimique.
3. Voici quelques expériences de laboratoire. Soulignez celles qui représentent un changement chimique. Dans chaque cas, précise quel indice t’a permis de conclure à un changement chimique(voir p.39).
a) Ces changements sont généralement réversibles.
b) Ces changements sont généralement irréversibles.
c) Ces changements créent de nouvelles substances.
d) Ces changements ne créent pas de nouvelles substances.
e) Ces changements impliquent souvent de plus grandes quantités d’énergie.
f) Ces changements impliquent souvent de moins grandes quantités d’énergie.
A Le solide devient liquide.
B La couleur change.
C Le volume diminue.
D Un gaz se dégage.
a) On distille de l’alcool.
b) On verse un liquide sur un métal et il se produit une effervescence.
c) On mélange un liquide bleu et un liquide jaune, et le mélange devient vert.
d) On mélange deux liquides et une forte chaleur se dégage.
e) On fait fondre du plomb.
f) On fait brûler une éclisse de bois.
g) On mélange deux liquides incolores et le mélange devient vert
h) On mélange un liquide incolore et un liquide limpide jaune; le mélange est immédiatement brouillé par l’apparition d’un solide en suspension de couleur jaune.
p.12 à 17
47
4. Parmi les transformations suivantes, soulignez celles qui représentent un changement
chimique.
5. Parmi les étapes de l’expérience sur l’électrolyse de l’eau, soulignez celles qui
constituent une réaction chimique. Écrivez l’équation de la réaction chimique lorsque
c’est le cas.
6. Pour chaque changements décrits ci-dessous, précisez l’indice ou les indices(voir p.39)
qui nous permettent d’affirmer qu’il s’agit de changements chimiques.
a) Un carton que l’on découpe.
b) Les feuilles des arbres qui rougissent à l’automne.
c) Une tranche de pain qui est digérée.
d) La neige qui fond.
e) Une tasse qui éclate en morceau.
f) Un jean qui se décolore sous l’action de l’eau de Javel.
1. Faire fondre de la glace dans un gros bécher.
2. Faire passer un courant électrique dans l’eau du bécher afin de décomposer l’eau en deux nouvelles substances; l’hydrogène et l’oxygène. . 2 H2O + Énergie → 2 H2 + O2
3. Recueillir les deux nouvelles substances dans deux éprouvettes.
4. Faire brûler l’hydrogène avec l’oxygène pour que les deux gaz reforment de l’eau. 2 H2 + O2 → 2 H2O + Énergie
a) En mélangeant deux liquides, une grande quantité de lumière et de chaleur est produite.
Grande quantité d’énergie dégagée
b) De la rouille se forme sur les ailes d’une automobile.
Changement de couleur
c) Quand on recharge une batterie d’automobile, de l’hydrogène se forme et la batterie devient chaude.
Effervescence et
Changement de température
d) Si on mélange du vinaigre et du lait, il se forme un solide blanc en suspension dans le mélange.
Formation d’un précipité
e) Pendant la fermentation alcoolique (du sucre qui se transforme en alcool), il y a une augmentation de température et du gaz carbonique se dégage.
Effervescence et
Changement de température
48
3
Pages 18 à 22
DÉFINITION
La conservation de la matière
est la quantité de matière qui
reste la même dans tout
changement, qu’il soit physique
ou chimique. La masse de la
matière ne change pas.
DÉMONSTRATION
La conservation de la matière
Masse : 250 g Masse : 250 g
Masse : 350 g Masse : 350 g
Changement physique
Changement chimique
Antoine Laurent de Lavoisier.
49
Activité 11 : De la glace à l’eauDe la glace à l’eauDe la glace à l’eauDe la glace à l’eau
Un cube de glace qui fond. Voilà un phénomène bien courant. Au cours de ce labo, vous aurez l’occasion de vérifier si la masse de l’eau liquide provenant de la fonte du cube de glace est supérieure ou inférieure à la masse du cube à l’origine.
Matériel
• 4 cubes de glace.
• Un bécher de 250 ml.
• De la pellicule plastique de laboratoire (15 cm sur 15 cm).
• Une balance.
• Une plaque chauffante.
• Une pince à bécher.
Manipulations
1. Déposez le cube de glace dans le bécher.
2. Recouvrez hermétiquement le bécher avec de la pellicule plastique.
3. Pesez le bécher contenant le cube de glace. Notez la mesure de la masse dans le tableau des résultats.
4. Déposez le bécher sur la plaque chauffante et allumez celle-ci à basse intensité.
5. Lorsque le cube de glace aura totalement fondu, éteignez la plaque. Laissez un peu refroidir le bécher, puis retirez-le à l’aide de la pince.
6. Pesez le bécher et son contenu. Notez de nouveau la mesure de la masse dans le tableau des résultats.
TABLEAU DES RÉSULTATS
Masse du bécher + cube de glace
+ pellicule plastique
Masse du bécher + eau
+ pellicule plastique
g g
© ERPI R
epro
ductio
n e
t m
odifi
catio
ns a
uto
risées
©
ERPI R
epro
ductio
n e
t m
odifi
catio
ns a
uto
risées
50
Questions
1. Une fois le cube de glace complètement fondu, avez-vous noté une différence de masse entre la phase solide et la phase liquide ?
Non, la masse est demeurée constante(ou presque…). (Il peut cependant y avoir une légère diminution
de masse due à la condensation de l’eau sur la pellicule plastique.)
2. Mis à part le passage de l’état solide à l’état liquide, avez-vous remarqué d’autres changements ?
Non, aucun autre changement ne s’est produit. Cependant, une légère évaporation, détectée par
la présence de condensation sur la pellicule plastique, a pu être observée dans certain cas.
3. À l’aide des réponses que vous avez données aux questions 1 et 2, indiquez si vous avez assisté à un changement physique ou à un changement chimique. Expliquez votre réponse.
Il s’agit d’un changement physique, car on est en présence de la même substance (eau),
mais sous deux états différents. On pourrait facilement retrouver l’état original de l’eau
en plaçant le bécher contenant le cube de glace fondu au congélateur.
4. Pourquoi avoir pris soin de fermer hermétiquement le bécher ?
Lors de ce changement, il peut se former un peu d’eau sous forme gazeuse qui cherchera à sortir du contenant si ce dernier n’est pas fermé hermétiquement. Si le bécher n’avait pas été hermétiquement fermé, l’eau se serait échappée sous forme gazeuse et la mesure de la masse aurait été faussée.
© ERPI R
epro
ductio
n e
t m
odifi
catio
ns a
uto
risées
51
Activité 12 : Enquête sur Enquête sur Enquête sur Enquête sur une disparitionune disparitionune disparitionune disparition
Au cours de ce labo, vous provoquerez une réaction chimique. Vous comparerez la masse des substances qui réagiront ensemble avec la masse des substances produites.
Croyez-vous que la masse des substances sera différente avant et après la réaction ? Si oui, vous devriez, après avoir réalisé ce labo, pouvoir en expliquer la raison.
Matériel
• Des lunettes de sécurité.
• Un cylindre gradué de 100 ml.
• Un bécher de 400 ml.
• 100 ml d’acide acétique (vinaigre) à 5 % V/ V.
• Une balance.
• Une nacelle de plastique.
• 3 g de bicarbonate de sodium.
• Une spatule.
Manipulations
1. À l’aide du cylindre gradué, mesurez 50 ml d’acide acétique et versez-les dans le bécher.
2. Pesez 1,5 g de bicarbonate de sodium en vous servant de la balance et du petit contenant en plastique.
3. Placez les deux contenants côte à côte sur la balance.
4. Déterminez la masse totale des deux contenants et notez-la dans le tableau des résultats (masse initiale).
5. Versez le contenu du petit pot en plastique dans le bécher contenant l’acide acétique.
6. Agitez délicatement le bécher jusqu’à ce que le bicarbonate de sodium soit complètement dissous.
7. Lorsque le solide s’est dissous et que l’effervescence a cessé, replacez les deux contenants sur la balance et déterminez leur masse. Notez-la dans le tableau des résultats (masse finale).
8. Calculez la différence de masse et inscrivez-la à l’endroit approprié dans le tableau des résultats.
© ERPI R
epro
ductio
n e
t m
odifi
catio
ns a
uto
risées
©
ERPI R
epro
ductio
n e
t m
odifi
catio
ns a
uto
risées
ENRICHISSEMENT
52
TABLEAU DES RÉSULTATS
g Masse initiale
g Masse finale
g Différence de masse
Questions
1. Une fois la réaction terminée, la masse des deux contenants et de leur contenu est-elle la même qu’au départ ?
Non, leur masse est moindre.
2. Si leur masse est différente, comment l’expliquer ?
Au cours de la réaction chimique, il y a eu production d’un gaz (visible au moment de
l’effervescence). Comme le bécher n’était pas fermé, le gaz s’est échappé ; c’est ce
qui explique que la masse est moindre.
3. Qu’aurait-il fallu faire pour qu’il y ait conservation de la masse ?
Le bécher aurait dû être hermétiquement fermé avant que les deux produits réagissent.
De cette façon, le gaz n’aurait pu s’échapper et la masse aurait été conservée.
4. Selon vous, ce labo vous permet-il de conclure que les gaz possèdent une masse ? Justifiez votre réponse.
Oui. Après que le gaz s’est échappé, la masse était moindre, ce qui signifie que le gaz
possédait une masse.
© ERPI R
epro
ductio
n e
t m
odifi
catio
ns a
uto
risées
53
Activité 1Activité 1Activité 1Activité 13333 : : : : Rien ne se perd…Rien ne se perd…Rien ne se perd…Rien ne se perd…
Au cours de cette démonstration , votre enseignant provoquera une réaction chimique dans un système fermé, d’où rien ne peut s’échapper. Nous serons ainsi en mesure de prouver la loi de la conservation de la matière.
Matériel
• Des lunettes de sécurité. • Un petit contenant en plastique.
• Un cylindre gradué de 100 ml. • Du bicarbonate de sodium.
• Un pot en verre de 500 ml avec couvercle. • De la colle caoutchouc ou du silicone.
• De l’acide acétique (vinaigre) à 5 % V/ V. • Une spatule.
• Une balance. • Du ruban téflonisé.
Manipulations
1. À l’aide du cylindre gradué, mesurez 25 ml d’acide acétique. Versez-les dans le pot en verre.
2. Pesez 0,75 g de bicarbonate de sodium en vous servant de la balance et du petit contenant en plastique.
3. Collez le petit contenant en plastique sur la paroi intérieure du pot en verre à l’aide de la colle caoutchouc ou du silicone.
4. Fermez hermétiquement le pot en verre en appliquant du ruban téflonisé autour du couvercle.
5. Placez le pot sur la balance et déterminez sa masse. Notez-la dans le tableau des résultats (masse initiale).
6. Renversez le pot en verre et agitez-le doucement de façon que le contenant en plastique se vide de son contenu.
7. Replacez le pot en verre sur la balance et attendez que la réaction effervescente se termine.
8. Déterminez de nouveau la masse du pot en verre et notez-la dans le tableau des résultats (masse finale).
9. Calculez la différence de masse et inscrivez-la dans le tableau.
10. Ouvrir le couvercle 20 sec., refermer et peser le tout à nouveau.
11. Calculer la différence de masse.
© ERPI R
epro
ductio
n e
t m
odifi
catio
ns a
uto
risées
Ruban téflonisé
Colle caoutchouc ou silicone
Bicarbonate de sodium
Acide
acétique
© ERPI R
epro
ductio
n e
t m
odifi
catio
ns a
uto
risées
ENRICHISSEMENT
54
TABLEAU DES RÉSULTATS
On garde le Couvercle fermé en tout temps On ouvre le contenant durant la réaction
Masse initiale (g)
Masse finale (g)
Différence de masse (g)
Questions
1. Une fois la réaction terminée, la masse du pot en verre et de son contenu était-elle la même qu’au départ ?
Oui, la masse est demeurée la même. Le pot de verre étant fermé, cela a permis d’emprisonner
le gaz formé au cours de la réaction. La masse de ce gaz est donc toujours présente.
2. Qu’est-ce qui pourrait expliquer que la masse du pot en verre ne soit pas la même au départ et après la réaction ?
Un problème d’étanchéité du pot. Une certaine quantité de gaz aurait pu s’échapper, réduisant
la masse finale du système.
3. Indiquez quelles manipulations il aurait fallu ajouter à ce laboratoire pour tenir compte d’un autre indice de changement chimique.
Il aurait fallu mesurer la température de l’acide acétique au début, puis la mesurer de nouveau
à la fin et calculer la différence de température.
4. Comment pourrait-on s’assurer que le gaz qui s’est formé dans le pot est bien du gaz carbonique ?
En l’emprisonnant dans une éprouvette et en lui faisant subir le test de l’eau de chaux.
© ERPI R
epro
ductio
n e
t m
odifi
catio
ns a
uto
risées