Les Transformations de la Matière - PDF

CHAPITRE Lestransformations 2 de la matière QU'EST-CE oU'UNE TRANSFOR MATION2 Dans ce chapitre, Mélanger de la peinture avecun diluant ou faire cuire un gâteau tu verras en permet de constater que la matière se transforme. En fait...

CHAPITRE Lestransformations 2 de la matière QU'EST-CE oU'UNE TRANSFOR MATION2 Dans ce chapitre, Mélanger de la peinture avecun diluant ou faire cuire un gâteau tu verras en permet de constater que la matière se transforme. En fait, la détail ce qu'est matière peut subir des transformations de toutes sortes. Le un changement changement de forme de la påte àmodeler, la formation de physique. la rouille sur une voiture oumême la respiration quIse produit Tu examineras dans tes cellules sont des transformations. également les changements Certaines transformations, les changements physiques, chimiques et modifient l'aspect de la matière sans en changer la nature. les indices qui Cela signifie que la ou les substances en cause demeurent permettent de les mêmes malgré la modification de leur aspect. Chacune les reconnaïtre. Conserve ses propriétés caractéristiques. Au contraire,d'autres Puis, tu décou transformations, les changements chimiques, modifient l'aspect vriras en quoi et la nature de la matière. De nouvelles substances, ayant des consiste le principe de propriétés caractéristiques distinctes, sont alors formées. la conservation de la matière. Une transformation est le passage de la d'une forme àune autre. Si la matière transformation modifie la nature et les propriétés de la le changement est chimique. matière, est physique. Sinon, le changement L'univers 26 matériel  2.1 Les changements physiques Les changements physiques se produisent partout autour de molécules,p. 12 toi. Le chocolat qui fond subit un changement physique. Le sel | Les ajouté à l'eau de cuisson des pâtes aussi. 2.1.1 Quest-ce qu'un changement physique? Lorsque les transformations ne changent pas la nature des molécules quicomposent la matière, ce sont des changements physiques. DERINITION 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! Autrement dit, les molécules demeurent les mêmes avant et après la transformation. Les changements physiques sont généralement réversibles, c'est-à-dire qu'il est habituellement possible de revenir àla situation de départ. Le changement d'état |Rappel |Les changements Les changements d'état de la matière sont des changements d'état, p. 4 physiques. Si tu laisses des cubes de glace àla température de la ERPI Reproduction Interdite pièce, tu obtiendras de l'eau. Les changements physiques sont généralement rêversibles. Par exemple, pour obtenir des cubes de glace, tu n'as qu'à Congeler de l'eau. Lorsque la matière change détat (solide, liquide ou gazeux), elle conserve sa nature: les molécules sont o Eau solide (H,0)> Eau liquide (H,0) les mêmes avant et après la transformation. Les propriétés caractéristiques (pH, point Cette flèche signifie d'ébullition, etc.) de la matière H'0 «se transforme en», demeurent aussi les mêmes. conserve Lorsque la matière passe d'un état àun autre, ele changement sa nature et ses propriétés. Il s'agit donc d'un physique. Chapitre 2 27 Les transformations de la matière  Le changement de forme subit alors un o La matière peut changer de forme. Elle gement physique. De nombreux Jieu dans les changementsde l'iphysndusitqruesie domaines fabrique des etontde l'artisanat, où l'on des produits de fabrique un vasetoutes à sortes. lci.objets et l'aide Le pliage d'une feuille un d'argile. poier de d'un tissu et le moulage d'papier, le sont d'autres exemples employées pour changer la une de méthpiodes forme des décougasg èce en verre objets. Un changement de forme constitue un changement physique de lamatière, puisque aucune nouvelle substance n'est produite. La préparation oula séparation d'un mélange La préparation d'un mélange correspond àun changement physique. Dans un mélange, chaque substance conserve ses propriétés caractéristiques. Si on mélange du bicarbonate de sodium et de l'eau, ni l'un ní l'autre ne changent de nature. Le bicarbonate dissous n'a plus I'apparence d'une poudre, mais Ies deux Substances gardent Jeurs propriétés caractéristiques. Il demeure possible de séparer le bicarbonate de l'eau par distillation ou par évaporatíon afin de revenirà la situation de départ. (Voir les méthodes de séparation des mélanges âla page suivante.) Attention! Si un indice de changement lorsqu'on mélange des substances, alorschimique se produit mélange, mais (Voir les indicesd'une il ne s'agit plus d'un de réaction (ou transformation) chimique. changements chimiques à la page 34.) Préparer ou séparer un mélange physique de la matière. produit un changement L'univers 28 matériel  Comment séparer les constituants d'un mélange? I| existe différentes méthodes pour séparer les constituants d'un mélange. Nous en résumons quelques-unes ici. UNE MÉTHODE POUR DÉCANTER MÉLANGESOLIDE-LIQUIDE B 1,Verser le mélange dans un contenant transparent. Un contenant étroit, comme un cylindre gradué, facilite l'opération, Laisser reposer le mélange jusqu'à ce qu'on puisse obbserver une séparation nette entre la Dartie liquide et la partie solide 3. Transvider délicatement le liquide dans un autre récipient en évitant de brouiller le mélange. ASi nécessaire, asSecher le solide par évaporation. Ampoule àdécantation UNE MÉTHODE POUR DÉCANTER UN MÉLANGE Bouchon DE PLUSIEURS LIQUIDES 1. Verser le mélange dans une ampoule àdécantation. 2.Laisser reposer le mélange jusqu'àce qu'on Mélange puisse observer une séparation nette entre àséparer les différents liquides. Robinet 3. Enlever le bouchon de l'ampoule afin que les liquides s'écoulent librement. Interdite ERPIReproducton 4. Ouvrir le robinet de l'ampoule et laisser passer les liquides un àun. Recueillir chaque liquide dans un contenant différent. UNE MÉTHODEPOUR TAMISER UN MÉLANGE Ce tamis retient des particules 1. Choisir un ou plusieurs tamis selon la taille plus petites que de chacun des solides àséparer. celui de gauche. 2. Verser le mélange àséparer dans le tamis ayant les plus gros trous. J. Agiter doucement le tamis au-dessus d'un Contenant afin de faire tomber toutes les particules plus petites que les trous du tamis. 4. Refaire I'étape précédente avec chacun des autres tamis, en utilisant chaque fojs des trous de plus en plus petits. Chapitre 2 29 Les transformations de la matière  Comment séparer les constituants d'un UNE MÉTHODE POUR FILTRER UN méla nge? MÉLANGE (suite papier-filtre le plus approprié. 1. Choisir le Un filtre plus mais grossier liquide A laissera couler le rapidement, Unpeut aussi particules de B laisser passer quelques solide. laissera couler le liquide plus lentement, mais filtre fin davantage les particules solides. façon à former un retiendra 2. Plier le papier-filtre de cône (voir Aà Dci-contre). L'insérer dans un entonnoir et le \es étapes peupour qu'ilcolle à l'entonnoir mouil er un 3. Placer l'entonnoir dans le goulot d'un bécher. S'assurer que le bout de erlenmeyer Ou d'un l'entonnoir ne fond de l'erlenmeyer ou du bécher et ne trempe touchepas paslele liquide filtré. Au besoin, utiliser un support à entonnoir Ou undans anneau de support. 4. Verser doucement le mélange à séparer dans Attendre le temps nécessaire pour qu'il ne reste que le dans le papier-filtre. l'entonnoir. solide UNE MÉTHODEPOUR DISTILLER UN MÉLANGE 1. Verser le mélange séparer dans un récipient tel qu'un erlenmeyer, un ballon ou une éprouvette. Tube de verre 2. Placer le récipient sur une plaque chauffante. coudé. Tube de caoutchouc 3. Mettre un bouchon troué dans I'ouverture du récipient. Erlenmeyer Bouchon troué 4. Insérer un tube de verre cOudé dans le troudu bouchon. Relier le tube de verre à un tube de Plaque Éprouvette. chauffante caoutchouc. Bécher 5. Placer une éprouvette dans un bécher rempli de glace. Insérer l'extrémité libre du tube en caoutchouc dans l'éprouvette. Glace 6. Chauffer doucement. 7. Lorsque le liquíde commence à bouillir, surveiller l'éprouvette. Cesser de chauffer lorsque I'accumulation de liquide dans l'éprouvette diminue ou cesse. UNE MTHODE POUR ÉVAPORER UN MÉLANGE 1. Verser le mélange dans un contenant ayant une grande montre. ouverture, par exemple, un bécher ou un verre de 2. Laisser sécher le mélange àl'air libre. Le liquide s'évaporera doucement. L'univers 30 matériel  ACTIVITºS 1. Les phrases suivantes énumèrent les physique. Complète-les. caractéristiques d'un cndliEo a) Les molécules avant et après un changement physique. au cours d'un changement physique. C) Les propriétés caractéristigues des substances en cause dans un changement physiqueemeurent eo mmes 0) Les changements physiques sont généralement re v e e s 2. Relie chaque situation (à gauche) au type de changement physique qu elle représente (àdroite). a) Léonie fabrique des bijouX en tordant Changement des fils de cuivre. d'état. b) Au 19e siècle, les chercheurs d'or tamisaient les sédiments du fleuve Changement Klondike dans l'espoir d'y trouver de forme. des pépites. c) Pour décorer le gâteau d'anniversaire de sa seur, Cynthia ajoute du colorant Séparation auglaçage. d'un mélange. d) Raphaël a laissé un verre d'eau sSur interdite le comptoir. Après quelques jours, l'eau Préparation a disparu. d'un mélange. Reproduction 3. Latransformation suivante est-elle un changement physique? ERPI Explique ta réponse. O Na CI Na 1 Chapitre 2 31 Les transformations de la matière  4. Deboir Nomme le type de changement physique illustré dans chaque cas. Avant Avant Avant Après Après Après a) b) c) 5. Lis le texte, puis remplis le tableau en relevant un changement physique de chaque type. Lorsque la température chute sOus le point de congélation, les stations. de skifabriquent de la neige artificielle.Elles se servent de canons qui projettent de fines gouttelettes d'eau sur les pentes. Lorsqu'il ya suffisamment de neige, les dameuses prennent la relève. Ces machines Compactent la neige pour permettre aux skieurs de mieux glisser sur les pentes. Au printemps, on trouve parfois, mêle àta reige, dtt gravier qut a été transporté par les bottes des skieurs. 3 TYPE DE CHANGEMENT CHANGEMENT PHYSIQUE Changement d'état. Changement de forme. Préparation d'un mélange. L'univers 32 matérlel  Deoc 6. Dans chaque cas, indique s'il s'agit d'un Explique ta réponse. changement physique ou not a) Les plantes transforment le gaz carbonigue en oxygène au cours de ia photosynthèse. b) Le père d'Olivier scie des planches de cèdre pour construire un banc. 7. Lis la recette donnée dans la marge, puis remplis le tableau. Certaines réponses te sont données comme exemples. Crème de tomates INGRÉDIENT CHANGEMENT PHYSIQUE TYPE DE CHANGEMENT Tomates Peler et retirer les pépins. Séparation d'un mélange. 1, Peler 500g de tomates et en retirer les pépins. Réduire temate Reduiseen Changenende les tomates en purée. 2. Faire fondre 5 ml Faie de beurre dans une casserole. Ajouter 5ml de farine. Cuire en remuant jusqu'à ce Foime räanatian Reproduction que la farine prenne ERPI Interdite une couleur dorée. Ajouter au beurre Tomates et à la farine. 3. Ajouter les tomates, 1,5 ml de bicarbonate Bicarbonate Ajouter au mélange de sodium, 5 ml de de sodium de tomates. sel et 5 ml de sucre. Laisser mijoter 15 min. © 4.Mélanger 20 ml de Sel tonetes fécule de mais à 1L de lait. Ajouter au mélange de tomates. Amener àébulition et laisser mijoter dum'onelene àfeu doux 15 min en remuant constamment. Lait di temstea Chapitre 2 33 Les transformations de la matière  2.2Les changementschimiques laboratoire gui travaillant en I| n'y a pas que les chimistes est possible produisent des changements chimiques. Il chaque jour. La Les molécules, p. 12 d'observer de tels changements à la maison, qui rouille bougie qui brûle, les aliments qui cuisent et le fer en sont des exemples. 2.2.1 Qu'est-ce qu'un changement chimique? Lorsque les transformations changent la nature des molécules qui comp0sent la matière, il s'agit de changements chimiques. DFINITION Unchangement chimique est une transformation (ou réaction) qui change la nature et les propriétés caractéristiques de la matière. De nouvelles substances sont produites. Autrement dit, les molécules changent aucours de la transformation, car les atomes se séparent, puis s'assemblent de façon différente. Les changements chimiques ne sont généralement pas réversibles, c'està-dire qu'il est souvent impossible de revenir àla situation de départ. 2.2.2 Quels sont les indices d'un changement chimique? Voici les principaux indices qui permettent de différencier un Les changements changement chimique d'un changement physique. Attention: physiques,p. 27 ces indices ne sont pas tous présents en même temps lors d'une transformation chimique. DÉFINITION Les cing principaux indices d'un changement chimique sont: " Je dégagement d'un gaz (par exemple, la présence d'effervescence dans un liquide); " la formation d'un solide lors du mélange de deux liquides (on donne àce solide le nom de «précipité»): " un changement de couleur (ce qui indique la formation d'une nouvelle substance); "le dégagement ou l'absorption de chaleur (autrement dit, une modification de la température); " l'émission de lumière. L'univers 34 matériel  Un exemple de changement chimique Dans un pot en verre, on verse 125 mlde vinaigre blanc (acide acétique dilué dans l'eau) et on yajoute 3 g de bicarbonate de sodium. Que va-t-il se passer? 1 Température: 22,5 °C | Température: 20 °C Au début de la réactíon, le thermomètre plongé dans le liquide indique une dit température de 22,5 °C. Une Le liquide bouillonne. On Ou'ilest «en effervescence». fois la réaction terminée, le Ce bouillonnement indigue thermomètre indique 20 °C. qu'une réactionchimique La réaction entre le vinaigre et le bicarbonate de sodium se produit et amène le absorbe donc de la chaleur. dégagement d'un gaz. Ce changement chimique produit de nouvelles substances, dont un gaz (le gaz carbonique). Ces substances n'ont pas les mêmes propriétés que les substances de départ. Par exemple, le liquide obtenu ne goûte pas et ne sent pas le vinaigre. Acide acétique Bicarbonate de sodium Acétate de sodium Eau Gaz carbonique interdite Reproduction ERPI (NaHCO,) (CH,COONa) (H,0) (CO,) (CH,C00H) Na H Comme plusieurs changements chimiques, ce changement n'est pas réversible. On ne pourrait pas reconstituer le vinaigre et le bicarbonate de sodiumà partir du résultat final, tout comme on ne peut pas reconstituer une bûche avec de la cendre et de la fumée. Cette transformation montre bien les caractéristiques d'un changement chimique:de nouvelles substances sont produites et les propriétés de ces substances sont différentes de celles des substances de départ. Chapitre 2| 35 Les transformations de la matière  indices Des réactions illustrant les d'un changement chimique Résumons en images les cinq indices d'un changement chimiaue Formation d'un solide. jaune (préci,pLiaté)pirésenea d'un solide qu'une nouvelle substance formée lorsque les incolores ont reagi deux iquides ensemble Dédegagchalemeeun dégage ung grande quar de chaler, Dégagement d'un gaz. La réaction entre ces deux liquides provoque une forte effervescence. Il y a donc émission d'un gaz. Émission de lumière. la flamme du: Changement de couleur. Cette bougie alu boite de conserve montre un émet de la changement de couleur (formation lumière. de rouille) dûà une réaction entre le fer et l'oxygène de l'air. Ces indices sont caractéristiques d'un changement chimique. Comment produit-on les couleurs des feux d'artifice? Laflamme d'une chandelle est jaune, tandis que celle d'une cuísinière au gaz est bleue, La couleur du feu dépend donc du combustible utilisé, Pour les feux d'artifice, on utilise, entre autres: du magnésium pour obtenir une lumière blanche, du strontium pour du rouge, du baryum pour du vert, du cuivre pour du bleu, du potassium pour du víolet et du sodium pour du jaune. L'univers 36 | matériel  2.2.3 Quels sont les types de changements chimiques? Nous présentons ci-dessous quelques types de changements chimiques. Tu approfondiras davantage ce sujet dans les prochaines années de ton apprentissage en science. DÉFINITION Voici quelques types de changements chimiques: Synthèse Décomposition Oxydation Combustion Réaction chimique Réaction chimique au Réaction chimique Réaction chimique au cours de laquelle au cours de laquelle cours de laquelle une entre une substance deux ou plusieurs substance se sépare et l'oxygène de l'air. une substance réagit substances en deux ou plusieurs avec l'oxygène de s'associent et substances plus Il'air en dégageant forment une simples. une grande quantité substance plus de chaleur. complexe. La synthèse Qu'est-ce que la La photosynthèse est un exemple de synthèse réalisée par les photosynthèse?, p. 71 végétaux. Nous en traitons en détail dans le chapitre 3, àla page 71, La photosynthèse La photosynthèse transforme des + Eau substances simples (l'eau du sol et le gaz carbonique de l'air) en Glucose Oxygène et en une substance plus Gaz carbonique complexe (le gluCOse, une sorte de Oxygène sucre). Pour y parvenir, les végétaux utilisent l'énergie solaire. Energie (solaire) Qu'est-ce que l'alchimie? Au Moyen Age et à la Renaissance, les alchimistes rêvaient de rânsformer les métaux ordinaires (comme le plomb) en or. lls revaient aussi de découvrir un élixir qui guérirait toutes les maladies et leur assurerait une jeunesse éternelle. La science des alchinmistes était fondée sur la chimie et la magie. Même s'ils nont jamais atteint leurs objectifs, les alchimistes sont à l'origine de nombreux procédés de transformation de la matière. Chapitre 2 37 Les transformations de la matière  Ladécomposition La respiration cellulaire est un exemple de décomposition. Cest une transformation gui fournit aux cellules l'énergie nécessaire Qu'est-ce que la pour fonctionner. Nous en parlons plus en détail dans le respiration cellulaire?, chapitre 3, àla page 73. (La respiration cellulaire est également p. 73 Une oxydation, puisqu'elle se fait en présence d'oxygène.) Ouand tu inspires, tes poumons La respiration cellulaire se remplissent d'oxygéne. Une fois dans tes cellules, cet oxygène Eau sert àbrûler le gucose que tu as Glucose emmagasiné, ce qui libère l'énersia Gaz carbonique nécessaire au bon fonctionnement de ton Corps. Cette reaction produit Oxygène + également des substances plus Énergie simples (de l'eau et du gaz carbo nique). Ces substances sont transportées par le sang jusqu'àtes poumons, d'où elles sont expirées L'oxydation Plusieurs métaux réagissent avec I'oxygène de l'air, ce qui forme de nouvelles substances. Ainsi, au contact de l'air, l'argent noircit, tandis que le cuivre et le bronze verdissent. L'exemple le plus connu d'oxydation est la formation de la rouille. L'oxydation du fer Le fer réagit avec l'oxygène de l'air Fer pour produire une nouvelle substance: + Rouille la rouille. La rouille se forme sur les Oxygène matériaux à base de fer qui entrent en contact avec 'air humide. La combustion Les resSOurces A partir d'une certaine température, plusieurs substances énergétiques renouvelables et s'enflamment au contact de l'oxygène de l'air. Par exemple, le non renouvelables, papier, le bois, le plastique, I'essence et le gaz naturel peuvent p. 152 tous brûler. Cette transformation est la «combustion» et les matières qui peuvent brüler sont des «Combustibles». Lacombustion du bois Cendres et fumée La matière qui brûle se transforme. Elle produit de nouvelles substances Bois Eau (de l'eau, du gaz carbonique et, (combustible) SOUvent, des cendres et de la + Gaz carbonique fumée). Elle dégage aussi beaucoup Oxygène d'énergie (sous forme de chaleu). Énergie L'univers 38 matériel ACTIVITÉS L. Nomme les cinq indices qui permettent de dire qu'un changement est chimique. Jemotion dwn casngesnat 2. Coche les transformations chimiques. TRANSFORMATION CHIMIQUE a) Tu ajoutes du sel àl'eau de cuisson des pâtes. b) En cuisant, le blanc d'euf devient solide et opaque. c) Le papier de tournesol bleu devient rouge au contact du vinaigre. d) L'asphalte se fendille sous l'action du gel et du dégel. e) Le feu brûle dans la cheminée. f) Tu fais griller du pain pour le déjeuner. g) Tu coupes des céleris pour la collation. h) Tu fabriques une table en chêne. i) Tu ajoutes de l'antiacide dans un verre d'eau. i) Tufais bouillir de l'eau. k) Tu ajoutes du sel et du sucre dans une préparation pour gâteau. I) Tu fais cuire ta préparation pour gâteau dans le four. 3. Précise le type de changement chimique qui se produit dans chaque cas. a) Lorsqu'on fait passer un courant électrique dans l'eau(H,0), celle-ci se sépare en oxygène (0) et en hydrogène (H). Seeomfetien b) Si on laisse du sodium (Na) pur àl'air libre, il réagit violemment au contact de la vapeur q'eau (H,0) pour former de la soude caustique (NaOH). Sganthise c) Les objets çontenant du fer ont tendance àrouiller au contact de I'oXvgÁne. datien d) Pour démarrer le barbecue, on ouvre le couvercle pour laisser entrer l'air et on tourne le bouton d'arrivée du gaz. Il suffit alors d'une étincelle pour qu'une flamme bleue se forme. Chapitre 2 39 Les transformatlons de la matière  Suivantes. )Décris dans tes mots les réactions chimiques a) La synthèse. b) La décompo_ition. c) Loxydaion. d) Lacombustion. de chale, 5. Coche la liste de mots qui permet de compléter le texte suivant. Un changement est une transformation qui la nature et les caractéristiques de la matière. Des substances sont produites. Autrement dit, les... changent au cours de la transformation. A. chimique, change, réactions, nouvelles, atomes B. chimique,change, propriétés, nouvelles, molécules C. physique, ne change pas, propriétés, nouvelles, molécules D. chimigue, détruit, propriétés, réactives, molécules 6. Pour chaque image, nomme l'indice qui permet de savoir qu'il s'agit d'une réaction chimique. a) Ingjce: tmg4 ee b) Indice: c) Indice: Ennwnde L'univers 40 | matériel  7. Relie chaque indice (à gauche) à la réaction chimique appropriée (à droite). a) Dégagement d'un gaz Le charbon dégage beaucoup de chaleur en brûlant. b) Formation d'un précipité Lorsqu'on ajoute un antiacide dans l'eau, celle-ci devient effervescente. c) Lorsqu'on mélange une solution Émission de lumière d'iodure de potassium (KI) avec une solution de dinitrate de plomb d) (Pb(NO,),), il se forme un dépôt Changement de couleur e jaune de diiodure de plomb (Pbl,). Un ruban de magnésium chauffé e) Absorption ou dégage une lumière vive. dégagement de chaleur La poudre de cuivre, initialement orangée, devient noire lorsqu'on la chauffe. 8. Détermine le type de changement chimique illustrépar chaque image. Nomme ensuite le ou les indices qui permettent de savoir qu'il s'agit d'une réaction chimique. a) Type: Cemlutieza b) Type: Indice(segyeuetde, Indicets): egsgenen dn dllchaletde Indice(s): cangsneat Indice(s) : ce coule Chapitre 2 41 Les transformations de la matière  9. Complète ces équations montrant des exemples courants de chimiques. changements Substances de départ Réaction chimique Substances finales a) Eau Glucose Respiration cellulaire Gaz carbonique b) Rouille Oxygène c) Eau alcee ba canleauktle Oxygène Énergie (solaire) Cendres et fumée d) Bois Cenlrustin Énergie L'univers 42 matériel  2.3 La conservation de la matière | Les changements Lors d'une transformation, par exemple lorsque de Teau physiques, p. 27 sévapore, on peut avoir I'impression qu'une partie de la |Leschangements matière disparaît. Pourtant, ce n'est pas le cas. chimiques, p. 34 2.3.1 Qu'est-ce que la conservation de la matière? Au 18 siècle, Antoine Lavoisier (1743-1794), un chimiste français, a énoncé le principe suivant: «Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme. » DEFINITION Le principe de la conservation de la matière s'explique ainsi: dans tout changement, qu'il soit physique ou chimique, la quantité de matière reste toujours la même. Autrement dit, la masse de la matière ne change pas, puisque les atomes demeurent les mêmes. Une démonstration avec un changement physique Commençons par voir si la masse de la matière qui subit un changement physique est conservée à l'aide de I'expérience A. On place un pot en verre ExpérienceA Lorsque le cube Contenant un cube de de glace a fondu, la glace sur une balance. 2 masse de l'ensemble On recouvre le pot d'une est toujours la même. pellicule plastique. Masse:249,5 g Masse:249,5 g Eau solide (H,0) >Eau liquide (H,0) H H'0 Au cours de ce changement physique, la masse totale de la matière est demeurée constante. Chapitre 2 43 Les transformations de la matière  Une démonstration avec un changement chimique Voyons maintenant, à l'aide de l'expérience B, si la masse de la matière qui subit un changement chimique est conservée. Expérience B Masse:342,7 g Masse:342,7 On verse 100 ml de vinaigre blanc dans un On renverse le pot et on le secOue de façon auo pot en verre et on met 3 g de bicarbonate de sodium dans le bicarbonate de sodium se melange au un petit contenant en plastique. On colle ce petit vinaigre Une réaction chimique se produit; des builes de Contenant sur l'une des parois du pot.. On place le gaz se forment. On peut toutefois noter que la pot hermétiquement fermésur une balance. masse de l'ensemble ne change pas. 3 Lorsque la réaction chimique est terminée, la masse est Masse:342,7 g toujours la même. Remarque: comme dans le cas du changement physique de la page 43, si le contenant n'avait pas été hermétiquement fermé, une partie du gaz produit se serait échappédans l'air. Les résultats auraient été faussés. Acide acétique Bicarbonate de sodium Acétate de sodium + Eau Gaz carbonique (CH,COOH) (NaHCO,) (CH,COONa) (H,0) (Co,) Na Na Au cours de ce changement chimique, même si de nouvelles H:5 substances se sont formées, la masse totale de la matière est demeurée constante. HS C:3 L'univers 44 matériel 9:5  Comment mesurer la masse? On mesure la masse avec une balance. Dans les cours de science et technologie, on utilise habituellement une balance àfléaux. Fléaux Plateau Les curseurs sont munis Curseurs d'un index qui indique la masse mesurée sur les Bouton d'ajustement graduations des fléaux. Aiguille UNE MÉTHODE POUR MESURER LA MASSE Ce fléau indique 70 g. 1.Placer l'index des curseurs vis-à-vis du zéro. Àl'aide du bouton d'ajustement, ajuster l'aiguile Ce fléau indique 4,6 g. de la balance à zéro. 2. Déposer l'objetàmesurer sur le plateau. L'aiguille de la balance se déplacera vers le haut. Dans ce cas, la masse totale est de 74,6g. 3. Déplacer lentement le curseur du fléau qui indique les plus grandes divisions. Quand l'aiguille de la FAIRE LA TARE balance redescendsous la ligne du zéro, reculer I| faut «faire la tare» lorsqu'on veut mesurer la le curseur d'une division. L'aiguille devrait pointer masse d'une poudre, d'un liquide ou de toute vers le haut de nouveau. substance qui doit être placée dans un contenant. 4. Déplacer le curseur du fléau intermédiaire de la 1. Mesurer la masse du contenant vide et noter même façon qu'à l'étape précédente. le résultat obtenu. 5.Avancer le curseur du fléau qui indique les plus 2. Mesurer de nouveau la masse du contenant, petites divisions jusqu'àce que l'aiguille de la cette fois avec la substance. iReproduction balance soit sur le zéro. 3. Soustraire la première masse (contenant vide) de 6. Noter les mesures données par les différents la seconde masse (contenant et substance). La index des curseurs et les additionner. différence indique la masse de la substance. ERPI © PETITE La conservation de la matière 1789 FRANCE HISTOIRE DE LA SCIENCE Considéré par plusieurs comme le père de lachimie moderne, le Français Antoine Lavoisier étudie le phénomène de la combustion. Il démontre que cette réaction correspond àla combinaison d'une substance avec un gaz qu'il nomme «OXygène», |l montre aussi que, dans une réaction chimique, la masse totale des réactifs et des produits reste identique du début jusqu'àla fin de la réaction. Antoine Lavoisier (1743-1794) Chapitre 2 45 Les transformations de la matière TIVITS Explique dans tes mots ce gu'est la conservation de la matière. 2. a) propriété de la matière est utilisée pour démontrer le Quelle conservation de la matière? principe de la O) Quel instrument permet de mesurer cette propriété? c) Quelle méthode emploierais-tu pour démontrer la conservation de la lors d'une transformation? matière 3. Indique la quantité de matière quisera produite par les transformations suivantes a) On fait réagir 1 mg de gaz carbonique avec 5 g d'eau de chaux. b) On fait évaporer 1 kg d'eau. c) On produit du sucre en faisant réagir 1gd'eauavec 2,44 gde gaz carbonique. 4. Dans une recette de pain,on mélange 500 g de farine, 10g de sel, 10 gde levure,5 g d'eau et 15 g d'huile. La masse totale des produits utilisés est donc de 540g. Cependant, lorsqu'on mesure la masse du pain,après la cuisson, on Constate qu'elle n'est que de 450 g. Que s'est-il passé? 5. Après la dissolution de 200g de sel dans 500 g d'eau, on note que le volume passe de 630 ml à600 ml. Quelle sera la masse finale? Explique ta réponse. L'univers 46 matériel  6. Lis le texte suivant, puis réponds aux questions. 1. Florence dépose un morceau de craie dans un pot en verre. 2. Elle verse 20 ml d'acide chlorhydrique dans une dépose ensuite délicatement dans le fond du potéprouvette en verre. qu elle 3. Elle ferme le pot hermétiquement et mesure sa masse. 4. Elle incline le pot de facon à renverser I'acide sur la craie. 5. Elle Observe ce qui se passe: àmesure que l'acide attague la craie, un gaz se dégage et un liquide incolore se forme. 6. Elle mesure de nouveau la masse du pot et constate que celle-ci n'a pas changé. a) Que s'est-il passé? b) Quel indice montre qu'il y a eu un changenment chimique? c) Pourquoi la masse est-elle restée la même? interdite Reproduction Résultat obtenu avec d) Que se passerait-il si Florence ouvrait le pot en verre ? une réaction semblable àcelle effectuée par Florence ERPI o 7. Selon toi, pourquoi semble-t-il souvent y avoir moins de matière après une réaction chimique qu'il n'y en avait au départ? Chapitre 2 47 Les transformatlons de la matière  Synthèse du chapitre 2 1. Indigque si chaque changement est physique ou chimique. Explique ta en décrivant une caractéristique qui le prouve. réponse a) La(neige fond au printemps. fhyaiqs Est n cliageent d'otot b) Dans une recette de gâteau, les bleuets deviennent verts èn cuisant Chimique c) Lesllucioles émettent des signaux lumineux afin de communiquer entre ellee Cuemqe eni de d) Lorsque l'on souffle dans de l'eau de chaux, elle se brouille} ce qui indigue la formation de gaz carbonique. Renmaton deme meveestancg e) En jouant au parc, Julien a déchiréson pantalon, De l'eaude chaux brouillée 2. Les transformations suivantes respectent-elles le principe de la conservation de la matière? Explique ta réponse. a) L'eau des océans s'évapore et monte dans l'atmosphère. Là, elle se Condense en nuages, puis retonmbe au sol sous forme de précipitations. Pour finir, elle ruisselle jusqu'àson retour dans l'océan, i, cangemom detat omatene b) On mélange 200g de vinaigre blanc et 50 gde bicarbonate de sodium. On recueille 3g de gaz carbonique. La masse de la solution finale est de 246 8 pas Coneutan de maotane. t L'univers 48 matériel  3. Donne deux différences entre un changement physique et un changemen chimique. Chanqesent Me chanoent 4. Les énoncés qui portent sur les deux transformations suivantes sont-ils vrais ou faux? Si un énoncé est faux, corrige-le. Respirationcellulaire Photosynthèse Oxygène +Glucose -> Eau +Gaz carbonique +Energie Eau+Gaz carbonique +Energie Oxygène +Glucose interdite a) Larespiration cellulaire est une décomposition et une oxydation. ERPI Reproduction b) La photosynthèse utilise l'énergie produite par la respiratior celtkaire. c) Pendant la photosynthèse, des substances complexes se séparent en substances Símples. d) La respiration celluaire se fait uniquement dans les poumons. Cerere Chapitre 2 49 Les transformations de la matière