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Description et caractérisation de la matière à l'échelle macroscopique - Cours et exercices de Chimie, Seconde

Votre enfant est en classe de seconde et vous souhaitez l'accompagner dans sa réussite en Chimie?  Pour revoir le chapitre "Description et caractérisation de la matière à l'échelle macroscopique". Bordas soutien scolaire vous propose plusieurs séquences avec des cours et des exercices. Le degré de difficulté des exercices proposés s'adapte automatiquement en fonction du niveau de l'élève. Les erreurs de votre enfant sont analysées et nous permettent de lui proposer une correction adaptée afin de l'aider à progresser.

Les notions abordées :

Corps purs et mélanges au quotidien

L'ensemble des substances nous entourant sont constitués d'espèces chimiques, elles-mêmes formant soit des corps purs, soit des mélanges.

a. Espèce chimique

La matière semble formée à notre échelle d'une infinité de substances chimiques. Ces substances sont cependant elles-mêmes constituées d'un ensemble d'espèces chimiques. Une espèce chimique contient pas nature un ensemble d'entités identiques. Ces entités sont les atomes, les molécules et les ions.

Exemples : l'eau est formée d'entités appelées molécules d'eau, le sel est formé d'entités ioniques que sont les ions sodium et les ions chlorure.

b. Corps pur et mélanges

Les substances rencontrées au quotidien sont soit des corps purs si les entités sont d'une seule sorte, soit des mélanges si plusieurs entités constituent la substance.

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Identification d'espèces chimiques par mesures physiques

La caractérisation et l'identification de certaines espèces chimiques passent par des mesures de grandeurs physiques et par des méthodes de mesure.

a. Température de changement d'état

Les changements d'états (solidification-fusion, liquéfaction-vaporisation et condensation à l'état solide-sublimation) s'effectuent à températures fixes pour un corps pur (à pression donnée). La mesure de ces températures avec un thermomètre ou au banc Kofler permet de déterminer la nature d'un corps, car c'est une de ses caractéristiques. Cette mesure permet aussi d'estimer son degré de pureté.

Exemples :
  • L'eau a pour température de fusion 0 °C ;
  • Le fer 1538 °C.
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Identification d'espèces chimiques par tests chimiques

Certaines espèces peuvent être mise en évidence par des tests chimiques caractéristiques, ainsi que par des méthodes expérimentales, comme la chromatographie sur couche mince ou CCM.

a. Mise en évidence de la présence d'eau
La présence d'eay dans une substance peut être mise en évidence par le sulfate de cuivre anhydre.
C'est une poudre blanche  qui devient bleue lorsqu'elle est hydratée.

b. Mise en évidence du dihydrogène
Le dihydrogène est reconnaissable par le petite explosion qu'il produit en présence d'une flamme : il aboie.

c. Mise en évidence du dioxygène
Le dioxygène peut être mise en évidence en utilisant sa propriété : raviver les combustions.
En présentant une bûchette de bois portée à incandescence, la combustion se ravive et parfois la bûchette s'enflamme.

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Compositions massique et volumique d'un mélange

Les mélanges contiennent une proportion de chacun de leurs constituants.
Souvent, un seul de ces composants et utile, selon ce que l'utilisateur souhaite faire.

a. Composition massique d'un mélange

La composition massique est la proportion en masse d'une ou plusieurs substances dans un mélange :
P= m(substance)/m(mélange)

La valeur de Pm est toujours comprise entre 0 et 1. Elle s'exprime souvent sous la forme d'un pourcentage en multipliant le résultat obtenu par 100.

Exemple : les bouteilles de vinaigre comporte l'indication 8°. Il s'agit du pourcentage en acide acétique. 100 g de vinaigre contiennent 8 g d'acide acétique.

b. Composition volumique de l'air

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Les solutions aqueuses, exemple de mélange

Les mélanges à l'état liquide sont les plus courants en chimie. Ils possèdent leurs caractéristiques propres.

a. Soluté, solvant et solution

Les liquides à l'état pur sont très rares dans la nature. De nombreuses substances y sont dissoutes.
Une solution est le résultat de la dissolution d'un soluté dans un solvant. Lorsque le solvant est de l'eau, la solution est qualifiée d'aqueuse.

b. La concentration en masse

Lors d'une dissolution, une masse de soluté est dissoute dans un solvant en formant une solution de volume supérieur au volume du solvant seul.
La concentration en masse est définie en tant compte de cette modification de volume :

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Dosage par étalonnage

Un dosage permet de mesurer une concentration inconnue à partir d'une solution de concentration connue.
Pour cela, un ensemble de solutions sont préparées par dilutions successives de la solution mère de concentration connue, puis, la solution de concentration inconnue est comparée en référence à cette solution, soit directement, soit grâce à une courbe dite d'étalonnage.
La concentration maximale peut être déterminée expérimentalement car la courbe d'étalonnage ne varie plus. Elle présente un palier de saturation.

a. Dosage par échelle des teintes

Cette méthode convient particulièrement aux solutions colorées. Par dilutions successives, on fabrique des solutions de contrastes différents :

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Les autres notions abordées dans le chapitre Cours et exercices de Chimie en Seconde - Constitution de la matière de l'échelle macroscopique à l'échelle microscopique

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