CHAPITRE 3_Section 1,2,3 - Organisation, Propriétés et Transformations de la Matière PDF

UNIVERS MATÉRIEL L’organisation de la matière Les propriétés de la matière Les transformations de la matière   Tout ce qui existe dans l’Univers est soit de la matière ou de l’énergie.  La matière est constituée d’atomes. Un atome,...

UNIVERS MATÉRIEL L’organisation de la matière Les propriétés de la matière Les transformations de la matière   Tout ce qui existe dans l’Univers est soit de la matière ou de l’énergie.  La matière est constituée d’atomes. Un atome, est la plus petite particule de la matière. LES ATOMES  Un composé est une molécule constituée d'atomes différents liés chimiquement ensemble ET LES (CuSO4). MOLÉCULES  Un élément est une substance formée d’une seule sorte d’atome (Fer).  Une molécule est un regroupement d’au moins deux atomes. Ces atomes peuvent être identiques ou différents (NaOH). Le modèle particulaire  Le tableau périodique possède les éléments chimiques. Il donne le nom et le symbole de plusieurs autres atomes qui ont été synthétisés. Le tableau périodique   Elle indique la nature et le nombre de chacun des atomes qui compose la molécule. Ex: NaCl : 1 atome de Sodium et 1 atome de Chlore H2O: 2 atomes d’Hydrogènes et 1 atome d’Oxygène La formule C6H12O6: 6 atomes de Carbones, 12 atomes d’Hydrogènes et 6 chimique atomes d’Oxygènes. Ca(OH)2 : 1 atome de Calcium, 2 atomes d’Oxygènes et 2 atomes d’Hydrogènes   La matière est composée d’atomes et existe sous deux formes: 1. Le mélange: formée d’au moins deux substances différentes (le béton). 2. Une substance pure: formée d’une seule substance, elle contient une seule sorte de particule que ce soit des atomes ou des molécules (NaCl). L’organisatio n de la matière   Exercices: 1. Dans la liste suivante encercle les substances pures. NH3 Urine H2O sable Sang Jus de pomme L’organisatio CO2 Air Fer Plomb Sel de table Eau n de la distillée matière 2. Place les substances pures dans le tableau: CH4, W, Cl2, Fe, NaCl, He, H2O, NH3, O2, ÉLÉMENTS COMPOSÉS   On distingue deux types principaux de mélanges: 1. Un mélange hétérogène est un mélange dans lequel deux ou plusieurs phases sont visibles. Les types de Lorsqu'il est possible de distinguer les différentes parties d'un mélange, on dit qu'il est hétérogène. Ces différentes parties mélanges (phases), peuvent être liquides, solides ou gazeuses. D'un autre côté, un pain aux raisins est un exemple de mélange hétérogène solide. On peut distinguer les constituants du mélange très facilement.   2. Un mélange homogène (solution) est un mélange d'au moins deux substances dans lequel une seule phase est visible. Les différents constituants sont impossibles à distinguer. Lorsqu'il n'y a qu'une seule phase visible, on dit que le mélange est homogène.  Afin de distinguer les mélanges homogènes des substances Les types de pures, il faudra une analyse des propriétés et de la composition mélanges de la substance.  Les mélanges homogènes peuvent être sous la forme de gaz (l’air), liquide (vinaigre), solide (bronze, un alliage constitué de cuivre et d’étain). Les types de mélanges Mélange hétérogène Mélange homogène   Un colloïde est un mélange dans lequel les particules en suspension sont si petites que le mélange semble parfaitement homogène. Les différentes substances ne peuvent être observées qu'à l'aide d'un instrument d'observation ou après un long temps de repos. Un colloïde Du sang La peinture La mayonnaise  Une suspension  L’état solide: les particules vibrent sans se déplacer L’état liquide: les particules se déplacent légèrement L’état gazeux: les particules se déplacent rapidement dans toutes les direction Le modèle particulaire Une représentation abstraite, un dessin, un modèle qui est facile à comprendre. On peut expliquer le comportement des atomes  1. Toute matière se compose de particules minuscules. 2. Chaque substance pure possède son propre type de particules (en forme de billes). 3. Les particules s’attirent mutuellement (forces Le modèle d’attractions). particulaire 4. Les particules sont toujours en mouvement (selon l’état). 5. Les particules se déplacent dépendamment de la température (l’énergie).  Les propriétés de la matière  Les propriétés de la matière - les propriétés non caractéristiques Ex: la couleur et l’éclat ne nous permet pas d’identifier avec certitude la nature d’une substance (le quartz mauve ou gris)!  Les propriétés de la matière - les propriétés caractéristique s Ex: le point de fusion de l’eau est de 0oC, le pH d’une substance…  Les propriétés physiques caractéristiqu es  1. Le point de fusion et le point d’ébullition Les propriétés physiques caractéristiq ues  2. la masse volumique Les propriétés physiques caractéristiq ues Petit astuce en math!  1. Si un échantillon de 35 mL d’alcool possède une masse de 17,3 g, quelle est la masse volumique de cet alcool en g/mL? Exercices sur la masse volumique 2. Trouve la masse d’un échantillon de Fer ayant une masse volumique de 7,9 g/cm3 si son volume est de 200mL.  La dilatation thermique Plus les particules acquièrent de la chaleur, plus elles ont tendance à s’agiter et à s’éloigner les unes des autres, c’est le phénomène de la dilatation thermique.   La solubilité représente la quantité maximale de soluté que l’on peut dissoudre dans un solvant à une température donnée. Une fois cette quantité atteinte, La solubilité on dit que la solution est saturée.  Lorsqu’il est possible de dissoudre du soluté, on est en présence d’une solution insaturée.  Lorsqu’il est impossible de dissoudre du soluté, on est en présence d’une solution sursaturée.  La solubilité Le solvant est la substance dans laquelle une soluté peut être dissous. Le soluté est la substance qui est dissoute par un solvant. Dans l’urine, plus de 3 000 composants sont présents. L'eau, qui compose 95 % de l'urine, est le solvant, alors que tous les autres composants (urée, minéraux, etc.) sont des solutés de l'urine. L’acétone est un solvant qui dissout le vernis à ongle.  Les propriétés des solutions  Pour les gaz, plus la La solubilité température augmente, plus la solubilité diminue (le coke). 1. L’effet de la température sur la solubilité: Plus le solvant est chaud, plus la capacité de dissoudre est élevée, (un sachet de thé dans de l’eau froide ou chaude).  2. L’effet de la nature du soluté et de celle du solvant sur la solubilité  Certaines substances se dissout plus facilement que d’autres dans l’eau, on les nommes hydrosolubles.  Certaines substances se dissout plus facilement dans les gras La solubilité (huiles), on les nommes liposolubles.  Les propriétés chimiques caractéristiq ues  Les propriétés chimiques caractéristiq ues  Les propriétés chimiques caractéristiq ues  Les propriétés chimiques caractéristiq ues  Les Le papier pH universel va déterminer le pH de la substance propriétés chimiques caractéristiq ues   Une solution acide: si on dissout de l’acide acétique (vinaigre) dans le l’eau, on obtient une solution acide avec un pH qui se situe entre 0 et 6.  Une solution basique (alcalin): si on dissout de l’hydroxyde de sodium dans de l’eau, on obtient une solution basique avec un pH qui se situe entre 7,5 et 14. Une solution  Une solution neutre: sera le mélange d’une solution acide acide et avec une solution basique ayant un pH de 7. basique   La conductibilité électrique représente un autre exemple où la nature du soluté agit sur les propriétés de solutions. La conductibilité est la propriété que possèdent les corps de La transmettre la chaleur (conductibilité thermique), l'électricité conductibilit (conductibilité électrique). On utilise un conductimètre pour voir si la substance conduit é l’électricité. électrique L’eau pure ne conduit pas l’électricité, mais l’eau salée va conduire l’électricité.  La concentration  La concentratio n  La concentratio n  La concentratio n  La concentratio n  La concentratio n  La concentratio n   Le pourcentage masse/volume (%m/v) représente la masse de soluté solide, exprimée en g, contenue dans 100 mL de solution. Ex: une solution de NaOH 5,24 %m/v contient 5,24g de NaOH dans 100 mL de solution. Important !! ! / 10 Masse de Volume de la Concentration en Concentration en % soluté (g) solution (L) g/L (g/1000mL) m/V (g/100 mL) Formule m = cV V = m/c c = m/V c = m/V isolée X 10 Au labo! Au labo!  Au labo! Les étapes à suivre  La dissolution  La dissolution  La dissolution  La dissolution La dilution La dilution La dilution La dilution  1. Quelle était la concentration initiale de 300 mL d’une solution si, on a ajouté 1 200 mL de solvant et que la concentration diluée est maintenant de 9,8 g/L? Formule: Isoler l’inconnu: Résoudre le problème C1 = À votre V1 = tour!! C2 = V2 = 2. Emma a dilué une solution NaOH concentrée à 80 g/L. Elle a obtenu 2 000 mL d’une solution de NaOH dont la concentration est de 8 g/L. Quel est le volume de solution concentrée a-t-elle utilisée? Formule: Isoler l’inconnu: Résoudre le problème C1 = V1 = C2 = V2 =  1. Une technicienne de laboratoire verse 10 mL d’une solution acide dans un récipient; la concentration de la solution est 20%. La technicienne ajoute 10 mL d’eau à cette solution acide. Quelle est la nouvelle concentration de l’acide? Formule: Isoler l’inconnu: Résoudre le problème C1 = À votre V1 = C2 = tour!! V2 = 2. Tu as 10 mL de jus concentré à 50 g/L. Si tu veux diminuer la concentration à 30 g/L, quel volume d’eau devras-tu ajouter? Formule: Isoler l’inconnu: Résoudre le problème C1 = V1 = C2 = V2 = La dilution La dilution  changement Conséquence sur la concentration Dilution (ajout du solvant) Diminution Comment faire varier la concentration Dissolution (ajout du soluté) Augmentation d’une solution? Évaporation Augmentation  Les changements de phase  Un changement de phase est un changement d'un état de la matière vers un autre état sous des variations de température ou de pression.  Les changements de phase Manuel p.265  Les transformations chimiques - les équations chimiques  Les transformations chimiques - les équations chimiques  Le balancement d’équations simple  Le balancement d’équations simple  Le balancement d’équations simple  Le balancement d’équations simple - exercices  Le balancement d’équations simple - exercices corrigé  La réaction de synthèse se produit lorsque 2 ou plusieurs réactifs se combinent pour former un nouveau produit. Les types de réactions: 1. La synthèse Lorsque le soufre se combine au sodium, ces deux éléments formeront ensemble un composé, le sulfure de disodium. S(s)+2Na(s)→Na2S(s)   Une réaction de décomposition est la division d'un composé chimique en composés plus simples ou en atomes (le contraire de la réaction de synthèse). Le carbonate de calcium (ou craie) peut se décomposer en dioxyde de carbone et en oxyde de calcium. Les types de CaCO3(s)→CO2(g)+CaO(s) réactions: 2. La décomposition Dans la réaction suivante, le sulfate de magnésium se décompose en oxyde de magnésium et en trioxyde de soufre. MgSO4(s)→MgO(s)+SO3(g)   Une réaction de précipitation se produit lorsqu’une réaction donne lieu à la formation d’un pré​cipité (un Les types de produit insoluble). réactions:  Dans l’exemple ci-dessous, le chlorure d’argent (AgCl(s)) est 3. La un précipité blanc formé par la réaction entre le chlorure de sodium (NaCl(aq)) et le nitrate d’argent (AgNO3(aq)). précipitation  NaCl(aq)+AgNO3(aq)→NaNO3(aq)+AgCl(s)   L'oxydation est une transformation chimique impliquant de l'oxygène ou une substance ayant les mêmes propriétés. 1. Lors de la respiration cellulaire, les cellules utilisent le dioxygène présent dans l'atmosphère pour produire de La réaction l'énergie. d’oxydation C6H12O6(s)+6O2(g)→6CO2(g)+6H2O(g)+ énergie 2. Le fer s'oxyde en présence d'oxygène pour produire de la rouille. 4Fe(s)+3O2(g)→2Fe2O3(s)   Une source d'énergie est un phénomène naturel ou artificiel qui produit de l'énergie. Une forme d'énergie est une manifestation de la présence d'énergie à un endroit donné. Les formes  L'énergie provient de diverses sources naturelles telles que le Soleil, les d’énergie combustibles fossiles, le vent ou les aliments. Selon son origine, l'énergie peut se manifester sous différentes formes.  Il existe quatre principales formes d'énergie: 1. L’énergie chimique 2. L’énergie mécanique 3. L’Énergie thermique 4. L’énergie rayonnante  1. L’énergie chimique: est la forme d'énergie emmagasinée dans les liaisons chimiques qui unissent les atomes d'une molécule. Les formes d’énergie Les combustibles libèrent une grande quantité d'énergie lorsqu'ils brûlent.  2. L’énergie mécanique: est la forme d’énergie Les formes liée au mouvement d’un corps ou à sa position dans l’espace. d’énergie  3. L’énergie rayonnante: est la forme d'énergie contenue Les formes dans la lumière et dans les ondes. d’énergie  4. l’énergie thermique: est la forme d’énergie contenue dans un corps due au mouvement interne de ses particules. Les formes d’énergie La chaleur du Soleil fait fondre la neige