r
Chapit e 1:
les molécules r d r r
pou éc i e r
la matè e
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
est e e e d ea 1/ QU’ -c qu’un molécul ’ u
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
A/ Activité 1 : L’histoire de la molécule d’eau
e e t rie ar i a sse a r e i ie e da t r s de 1/ Qu ll héo , ch f u , égné n ch m p n n p è
a s i e est a te r 2000 n ? Qu n l’ u u ?
r d d r
C’est la théo ie es 4 éléments ’A istote.
e s ie t i e tredit ete t rie et d e a re e de 2/ Qu l c n f qu con c héo onn l p uv
e iste e des rai s de at re
l’ x nc « g n m è » ?
r r
C’est Antoine Lau ent Lavoisie .
st i ssib e de di iser e te d ea 3/ E - l po l v un gou ’ u ? Oui
e t a e e t a s ette ar e e d ea 4/ Comm n pp ll - -on l plu p p c ll ’ u ?
d
C’est la molécule ’eau.
bie a t i de etts rai s de at re d ea da s e te 5/ Com n y- - - l p g n m è ’ u n un gou
d ea ’ u ? Rééc c nom ris e bre e n ch f i res
rd d rd
Il y en a mille millia s e millia s, soit :
1000 x 1 000 000 000 x 1 000 000 000 =
1 000 000 000 000 000 000 000 molécules, soit 10 21
molécules.
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenardsi
B/ Conclu on si B/ Conclu on
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
Une simple goutte d’eau est constituée de
milliards de milliards de minuscules particules d’eau appelées ………. d’eau
Elle sont toutes ………,ont toutes la même ………(environ 0.3 nm), la
même ……… (3,3 x 10 -24 kg) et la même
…... en tête de Mickey.
molécules
identiques taille
masse
forme
e t i ter r ter es 2 / C o m m n n p é l di fé n é re ts tats de ea l’ u à l’ aide des
es molécul ?
a t it i at des tats de ea
A/ c v é 2 : Expl c on é l’ u à e e i r s i e
l’éch ll m c o cop qu
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
Les trois états de l’eau
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
+ animation jar
te es ases d tab ea ar ar 1/ Complè l c u l u p VRAI ou p
FAUX :
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
VRAI VRAI
VRAI
VRAI
VRAI FAUX
FAUX VRAI
FAUX FAUX
FAUX FAUX
Forme propre: forme qui ne dépend pas du récipient qui le contient.
Volume propre: volume qui ne dépend pas de la forme du récipient. Ce
volume est bien déterminé et ne dépend pas du récipient.
a e r ri t de ea s ide i ide et a e r ass ie rte e t des 2/ A ch qu p op é é l’ u ol , l qu v p u , oc un compo m n
es d d e t
molécul u ocum n :
Ex mpl , pou l gl c e e r a a e est un ols ide, on ass ie aoc l phrase b .Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
r ri t s de ea
P op é é l’ u Compo rte e t des m n molécul es
d
La glace est un soli e b : les molécules sont t ès fo tement liées ent e r r r elles.
r d r r
Les c istaux e glace ont une fo me géomét ique. c : Elles sont isposées géomét iquement. d r
r
La glace est incomp essible a : les molécules sont t ès app ochées les unes aux r r r r
aut es.
d d d r r r
L’eau liqui e ne possè e pas e fo me p op e e : les molécules sont t ès peu liées ent e elles et r r
r r r
peuvent glisse les unes su les aut es.
d r
L’eau liqui e est incomp essible d : Les molécules sont t ès app ochées les unes r r r r
aut es.
r d d r r r
La vapeu ’eau n’a pas e fo me p op e f : les molécules ne sont plus u tout liées les unes d
r r
aut es aux aut es.
r d
La vapeu ’eau est expansible : elle occupe tout le d r
volume u écipient h : les molécules sont animées e mouvements d d éso onnées et api e. rd r d
r d r
La vapeu ’eau est comp essible g : d es g an s espaces vi es existent ent e les r d d r
molécules.
Les trois états de l’eau
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
Vapeur d’eau, plus en détail
Les molécules sont très espacées, en mouvement rapide et désordonné. Elles occupent tout le volume qu’on leur propose
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
Diffusion du dioxyde d’azote .
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
Dioxyde d’azote dans deux ballons couchés.
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
/ d
B B ila n : le m o è le r
moléculai e
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SOLIDE
LIQUIDE
VAPEUR
se b e a t et rd
En m l comp c o onné.
M olécul l é ol es i es s ide e t es m n l un ux u es a a tres , i bi es et tr s ra r es
mmo l è pp oché .
ss de e r e r re et e
Po è un fo m p op un volum r re
p op .
se b e a t et d s rd
En m l comp c é o onné.
M olécul p u l é l un ux u es e i es es es a a tres , bi es et ra r es
mo l pp oché .
ss de e r re ais as de r e
Po è un volum p op , m p fo m r re a s r a e ibre est a e et ri ta e p op . L u f c l pl n ho zon l .
se b e dis ers et tr s d s rd
En m l p é è é o onné.
M olécul non l é , è mo l è es i es tr s bi es et tr s i es
élo gné .
e ss de as de e r re i de r e N po è p volum p op , n fo m
r re
p op .
d e aire
Un mo èl molécul est une d esc ipton théo ique qui pe met r r r
d ’explique simplement un r r
phénomène obse vable. Il n’est en r ien une t a ucton e la éalité. r d d r
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
a asse est e e ser e rs des a e e ts 3 / L m - ll c o n v é lo c h n g m n
d tat et ’é lo rs des diss olu on ? t s
D ar e d i est at Mr F
A/ ém ch ’ nv g on : REEZE
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
Docteur Freeze, ingénieur en chef de la fabrication des glaces à l’eau « Mr Freeze », souhaite exporter sa
production en Turquie.
« Pour diminuer le prix du transport en Turquie, il faut que je fasse fondre les glaces pour qu’elles soient moins lourdes ».
«La glace est plus lourde et plus dure que l’eau liquide car les molécules d’eau sont plus
rapprochées ».
r
Docteu FREEZE a-t-il RAISON? r
Docteu FREEZE a-t-il RAISON?
r r r r r d d rd M d Pou p épa e une an onnée ans le Ve on, SANSORGNE conseille e
r d d r d r r r
boi e beaucoup ’eau et e mange u suc e pou évite l’hypoglycémie. Gaston et d
Donna, élèves e 4
ème, p épa ent onc leu sac à os en y metant une bouteille r r d r d
d r r d r d
avec e l’eau et t ois mo ceaux e suc e ans un sopalin.
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
Donna, très bonne élève, propose de dissoudre les morceaux de sucre dans la bouteille : « En effet, le sucre va disparaître dans l’eau et le sac sera moins lourd à porter ».
Gaston, piètre chimiste, n’est pas d’accord avec Donna : il dit que « les molécules de sucre et les molécules d’eau se conservent lors du mélange et la masse totale ne va pas changer ».
B/ Démarche d’investigation : Randonnée dans le Verdon
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
Je vais faire mesurer la masse d’un glaçon d’eau avant et après fusion.
J’observe que la masse reste la même: 237,5 g
Correction Correction
Becher, glaçon, balance
La masse ne change pas car le nombre de molécules d’eau ne change pas. Seule la disposition et les liens entre les molécules changent. Ce sont dont les molécules qui sont responsables de la masse.
La seule chose qui change est le volume : il diminue Mr Batman,
J’ai l’honneur de vous signaler que votre ingénieur Mr Freeze fait une grossière erreur. Lorsque les glaces sont fondues, leur masse ne change pas car le nombre de molécules d’eau reste inchangé. Seul le volume change lors de la fusion. Il faut absolument virer au plus vite ce « bon à rien » et le remplacer par mes talents.
Signé Mr « Ben the best ».
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
r r A eteni
r d d
Lo s ’un changement ’état, l m l m a a asse est asse est ser e
con ser e vé
con vé ca le nomb e e molécules ne r r d change
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
FUSION
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
Je vais mélanger les morceaux de sucre et l’eau et regarder si la masse se conserve.
La masse se conserve: m = 123,5 g
Bécher, sucre, eau, balance
La masse se conserve. Les molécules d’eau et les
molécules de sucre sont conservées : la masse totale est donc la somme des deux masses. Il y a conservation de la masse lors d’une dissolution.
M = m
1+ m
2Mr Le professeur,
C’est Gaston qui a raison pour une fois. En préparant une eau sucrée, il y a conservation des molécules de sucre et d’eau. La masse ne change pas. C’est donc une bonne idée que de boire une telle eau car on évite l’hypoglycémie en même temps que l’on s’hydrate.
Signé, « Ben the best ».
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
Dissolution et conservation de la masse
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
r r A eteni
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
r d d
Lo s ’une issoluton, l m l m a a asse est asse est con con ser e ser e vé vé ca r r d
le nomb e e molécules ne change pas.
M = m 1 + m 2
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
Lors d’une dissolution ou d’un changement d’état, la masse se masse se conserve
conserve car le nombre de molécules se conserve.
EXE RC ICE S
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
Vrai
Vrai Faux,
les molécules passent d’un état désordonné à un état ordonné.
Faux,
les molécules passent d’un état compact à un autre état compact.
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
liquide gazeu x
solide
fusion vaporisatio n
solidification liquéfactio n
Ex 5:
SOLIDE : - Compact - Ordonné -Liaison LIQUIDE : - compact, - désordonné
GAZEUX : - dispersé - désordonné
- grands espaces vides - agitation
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
Dissoudre et diluer
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
Tony Leparoux, Clg Frédéric Montenard
