Chapitre 1: L'air qui nous entoure

Chapitre 1 : L'air qui nous entoure

Composition de l'air

• L'air est un mélange de plusieurs gaz et non un corps pur.
• Il est composé de 78% de diazote (N2), 21% de dioxygène (O2), et 1% d'autres gaz (argon, dioxyde de carbone, etc.).
• L'oxygène (O2) est le gaz essentiel au fonctionnement des cellules, qui rejettent du dioxyde de carbone (CO2).
• À haute altitude, l'air s'appauvrit en dioxygène, ce qui peut causer des problèmes graves aux alpinistes.
• Lors d'une inspiration, on inhale 250 cm³ d'air, soit 6 250 000 cm³ par jour, contenant 1 312 500 cm³ de dioxygène.
• Le diazote est environ quatre fois plus abondant que le dioxygène en nombre de molécules.
• L'atmosphère terrestre, la couche gazeuse qui entoure la Terre, est constituée de cinq couches, dont la troposphère où nous vivons, elle-même composée d'un mélange de gaz appelé l'air.
• Dans un corps pur, toutes les molécules sont identiques, contrairement à l'air qui est un mélange de molécules.

Diagramme Circulaire de la Composition de l'Air

• Pour créer un diagramme circulaire, il faut d'abord vérifier que la somme des pourcentages soit égale à 100%.
• Un cercle entier équivaut à 360°.
• Calculer les angles pour chaque gaz: diazote (78% × 360°/100 = 280,8°), dioxygène (21% × 360°/100 = 75,6°), autres gaz (1% × 360°/100 = 3,6°).
• Vérifier que la somme des angles soit égale à 360°.
• Tracer le cercle avec un rayon d'au moins 5 cm et utiliser un rapporteur pour placer les parts en fonction des angles calculés.

Volume et pression de l'air

• Les gaz, comme l'air, sont compressibles et expansibles.
• Un gaz n'a pas de volume propre.
• Quand on comprime un gaz, sa pression augmente et son volume diminue.
• Quand on détend un gaz, sa pression diminue et son volume augmente.
• La pression se mesure en pascals (Pa) avec un manomètre ou un pressiomètre.
• On utilise couramment l'hectopascal (hPa) ou le bar (1 hPa = 100 Pa, 1 bar = 100 000 Pa).
• La pression atmosphérique usuelle est d'environ 1 000 hPa, soit 1 bar.

Masse de l'air

• Tous les gaz, comme l'air, ont une masse.
• Dans les conditions usuelles (1 bar, 25 °C), un litre d'air a une masse d'environ 1,3 g.
• Modifier le volume d'air dans un récipient change la pression, mais pas la masse, si la quantité d'air reste constante.

Représentation Macroscopique

Gaz

• Un gaz est constitué de molécules mobiles et déformables.
• Un gaz est compressible et expansible.
• Il occupe tout le volume qui lui est offert, s'échappant d'un récipient ouvert.
• Un gaz est modélisé par des molécules à l'œil nu, déformables et espacées.
• Les molécules d'un gaz sont en mouvement désordonné et sont éloignées les unes des autres.

Liquide

• Un liquide est incompressible.
• Les molécules d'un liquide sont proches, peu liées et peuvent se déplacer.
• L'état liquide est compact et désordonné.

Solide

• Un solide est incompressible et indéformable.
• Les molécules d'un solide sont liées, en contact et pratiquement immobiles.
• L'état solide est compact et ordonné (cristallin).

Changements d'état

• Lors d'un changement d'état, les molécules restent inchangées, mais leur disposition change.

Chapitre n°2 : Les combustions

Combustion du Carbone

• Le dioxygène est présent dans un flacon.
• Un morceau de charbon incandescent brûle vivement quand il est inséré dans ce flacon.
• Le dioxygène et le charbon réagissent ensemble.
• Le test à l'eau de chaux montre la présence de dioxyde de carbone.
• Le dioxyde de carbone provient de la combustion du carbone.
• Le test à la bûchette incandescente confirme l'absence de dioxygène à la fin de la combustion.
• Le morceau de carbone devient plus petit car il réagit avec le dioxygène.
• Le bilan de la combustion du carbone est : carbone réagit avec le dioxygène pour former du dioxyde de carbone.
• Au cours d'une transformation chimique, les réactifs sont consommés pour former de nouveaux produits.
• La combustion nécessite un comburant.
• Deux tests sont utilisés : l'incandescence pour le dioxygène et l'eau de chaux pour le dioxyde de carbone.

Combustion du Butane

• Un tube à essai est initialement sec.
• De la buée (eau) se forme sur les parois du tube.
• Le test à l'eau de chaux révèle la présence de dioxyde de carbone.
• Le dioxyde de carbone provient de la combustion du butane.
• L'eau et le dioxyde de carbone sont les produits de cette combustion.
• Les réactifs sont le butane et le dioxygène.
• Le bilan est: butane réagit avec le dioxygène pour former du dioxyde de carbone et de l'eau.
• Lors de la combustion, les réactifs sont consommés.
• La combustion du méthane produit également du dioxyde de carbone et de l'eau.

Combustions Incomplètes

• La flamme d'une cuisinière à gaz bien réglée est bleue, tandis qu'une cuisinière mal réglée a une flamme jaune qui noircit les casseroles.
• Une tâche noire de carbone se forme sur le rebord de la coupelle.
• La flamme est jaune.
• De l'eau et du dioxyde de carbone sont produits.
• Les produits obtenus sont le carbone, l'eau et le dioxyde de carbone.
• Le butane et le dioxygène sont les réactifs.
• Butane et le dioxygène Réagissent entre eux pour former du carbone, de l'eau et du dioxyde de carbone.
• Une combustion incomplète se produit lorsque la quantité de dioxygène dans l'air est insuffisante.
• Des produits combustibles, comme le carbone et le monoxyde de carbone, se forment.
• Le monoxyde de carbone est un gaz incolore, inodore, très toxique et mortel.
• Des décès liés au monoxyde de carbone se produisent chaque hiver en France à cause de chaudières mal entretenues.