Bonjour à vous tous,
D’abord, j’espère toujours que vous allez bien ainsi que vos proches et que vous supportez et respectez ce confinement.
Je souhaiterais que vous répondiez en tout début de semaine au deuxième quiz de biologie en cliquant sur le lien https://b.socrative.com/login/student et en indiquant dans le room name « BAUDOIN5968 ». Merci d’indiquer dans l’ordre :
votre CLASSE, votre prénom et votre nom,
mais pas de stress, ce sont juste des exercices. Ceci me permet de savoir si chacun reçoit bien les informations et si vous ne rencontrez pas trop de difficultés. Attention ce quiz restera disponible jusqu’au dimanche 17 mai. Il sera remplacé le lundi par un autre portant sur une autre matière.
Il est grand temps de refaire de la chimie. J’espère que vous maîtrisez toutes les notions vues plutôt dans l’année car vous allez en avoir besoin.
J’ai retravaillé l’ensemble de ce cours afin que vous puissiez suivre ma logique, un peu comme si j’étais auprès de vous.
Vous trouverez donc à la suite de cette lettre, quelques pages que je vous conseille d’étudier avant de réaliser le quiz de la semaine prochaine.
Néanmoins, j’ai conscience, qu’à distance, ces notions sont complexes. N’hésitez donc pas à me poser des questions sur votre groupe WhatsApp et à relire plusieurs fois la matière. D’autant plus que, chaque semaine, tant que le temps me le permet, nous avancerons dans la matière de chimie.
Voici aussi quelques liens de vidéos courtes pour vous aider à comprendre :
• https://youtu.be/yRZxFKbLSvg
• https://youtu.be/L780_zjoAL4
Je tiens également à rappeler que toutes les notions vues depuis le 15 mars ne seront pas évaluées certificativement et elles ne rentreront donc pas en compte dans la réussite de votre année. Néanmoins, je vous invite à travailler régulièrement afin de garder un esprit actif et éveillé et ainsi faciliter la reprise.
Je vous donnerai également d’autres notions à voir prochainement, je vous remercie donc d’aller vérifier lundi ou mardi prochain si elles sont disponibles sur le site de Flône. Je reste accessible pour toute question par mail, adresse :
frederic.baudoin@flone.be ou via le groupe WhatsApp.
Courage et surtout prenez soin de vous et des autres !
F. Baudoin
Préambule :
Depuis de nombreuses années vous savez molécule d’eau a comme formule moléculaire H2O, mais pourquoi ? Est-ce correct ? Pourquoi H2O et non HO ou H3O ou H2O2 ou …
Tâchons de répondre à toutes ces questions.
1. Electrolyse de l’eau
1.1. But
Découvrir la composition de la molécule d’eau ; la nature des éléments atomiques et leur nombre.
1.2. Expérience
Ceci est un voltamètre d’Hoffmann.
Cet outil va nous permettre de faire passer un courant
électrique dans de l’eau et de regarder les réactions qui s’y passent.
Le voltamètre est rempli d’eau (et d’un catalyseur pour
accélérer les réactions). Les vannes sont fermées.
L’anode est l’électrode positive.
La cathode est l’électrode négative.
1.3. Observations
Lorsque je fais passer un courant dans les deux électrodes, après quelques minutes j’observe :
• une apparition de bulles et donc du gaz se stock de chaque côté.
• une différence entre les deux niveaux de gaz. Il y a deux fois plus de gaz produit du côté de la cathode.
Une question peut dons être posée… Quels sont ces gaz ?
Pour rappel, nous avons fait passer un courant électrique dans de l’eau et nous avons appris, sans jamais l’avoir vérifié, que l’eau est composée d’hydrogène et d’oxygène.
Nous pouvons donc naturellement nous diriger vers des tests en rapport avec ceux-ci.
• Test du tison en ignition
- Récupérons le gaz se trouvant du côté de l’anode (+) dans un tube à essai.
- Ensuite, prenons une pique à brochette en bois et après l’avoir allumé on l’éteint presque complètement de façon à avoir « un tison », c’est-à-dire le bout du bois rougeoyant, chaud, mais sans flame.
- Enfin, plongeons ce tison dans le tube à essais remplis du gaz.
Nous observons qu’une flamme réapparait sur le tison. Le gaz produit à l’anode est donc de l’oxygène (sous la forme moléculaire de dioxygène).
• Test de l’aboiement
- Récupérons le gaz se trouvant du côté de la cathode (-) dans un tube à essai.
- Ensuite, prenons une allumette enflammée et approchons-la du tube.
Nous observons une petite explosion et un son ressemblant à un aboiement. Nous constatons également de la condensation sur la paroi du tube.
Le gaz produit par la cathode est donc de l’hydrogène (sous la forme moléculaire de dihydrogène).
1.4. Conclusion
Actuellement on peut donc dire :
- Les molécules d’eau ont été « découpées » lors de l’électrolyse en deux autres types de molécules, des molécules de dioxygènes et des molécules de
dihydrogènes.
Le modèle de cette réaction pourrait donc donner ceci :
Si on symbolise un atome d’oxygène par un grand cercle bleu et l’hydrogène par un carré vert.
Avec un peu d’observation vous remarquerez rapidement qu’il y a un problème…
Comment se fait-il qu’avant la réaction (à gauche de la flèche) il y a un cercle bleu et deux carré vert alors qu’après réaction (à droite de la flèche) il y a deux cercles bleus et deux carrés verts… ?
Il va donc falloir réfléchir à ce nouveau défi…
2. Formule moléculaire
Avant de pouvoir répondre à notre nouvelle problématique, vous devez maîtriser la notion d’indice et de coefficient stœchiométrique. (Nous en avons déjà parlé plutôt dans l’année).
2.1. L’indice dans une formule moléculaire
Au niveau macroscopique, si nous prenons pour exemple, les corps pur « ammoniac » et « méthane », ils sont constitués d’un ensemble de molécules identiques.
Au niveau microscopique :
• « NH3 » représente la formule de la molécule d’ammoniac ;
• « CH4 » représente la formule de la molécule de méthane.
Les chiffres 3 et 4, écrits dans les formules précédentes, indiquent le nombre d'atomes d'hydrogène présents respectivement dans chacune de ces deux molécules.
On donne le nom « indice » à ces chiffres. Ils précisent un nombre d’éléments atomiques présents dans la molécule et ils sont placés en bas et à droite d'un symbole.
ATTENTION : lorsque l’indice est de 1, on ne l’indique pas.
❖ Exemple :
- S8 est la formule d'une molécule de soufre composée 8 atomes de soufre.
- H2O est la formule d’une molécule d’eau composée 2 atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène.
- CH4 est la formule d’une molécule de méthane composée d’un atome de carbone et de 4 atomes d’hydrogènes.
-
On peut également imaginer cette représentation pour une moléculeH
2SO
4
nombre de molécule(s)
Atomes qui entrent dans la composition
Nombre Symbole Nom
1
2 H hydrogène
1 S soufre
4 O oxygène
2.2. Le coefficient stœchiométrique
Si nous prenons par exemple « 6 H2O », le nombre se trouvant devant la formule nous renseigne sur la quantité de molécules identiques devant être prise en considération.
On l’appelle le coefficient stœchiométrique. Il est donc utilisé comme multiplicateur de cette molécule.
Ainsi dans ce cas, il y a 6 molécules d’eau.
Attention !!! Le coefficient 1 ainsi ne s’indique pas.
❖ Exemple :
- 4 H2 est la formule de quatre molécules d'hydrogènes comportant chacune 2 atomes d’hydrogène.
- 3 CH4 est la formule de 3 molécules de méthane composées chacune un atome de carbone et quatre atomes d’hydrogènes.
- CO2 est la formule d’une molécule de dioxyde de carbone composée d’un atome de carbone et de deux atomes d’oxygène.
- On peut également imaginer cette représentation pour
3 Ca(OH)
2
2.3. Définition
La formule moléculaire est une représentation conventionnelle d’une molécule qui est constituée :
• des symboles des atomes présents dans la molécule ;
• de valeurs indiquant la quantité de chaque type d’atome, portant le nom d’indice (nombre en bas à droite du symbole).
2.4. Exercices (la correction est sur la feuille suivante, merci à M. Wojta)
• Réalise des tableaux semblables pour la composition de ces 5 formules : - 3 H2O
- 2 CaCO3
- Fe2O3
- Pb(NO3)2 - 4 HNO3
nombre de molécule(s)
Atomes qui entrent dans la composition
Nombre Symbole Nom
3
3 Ca calcium
6 O oxygène
6 H hydrogène
2.5. Correction exercices
La semaine prochaine nous tâcherons de répondre au problème cité plus haut.
N’hésitez pas à poser des questions précises via votre groupe Whatsapp et à maîtriser les notions de molécules, d’indices et de coefficient stoechimétrique.
