Le 18 mai 2020
Bonjour à vous toutes,
J’espère que vous supportez ce long confinement et que vous allez bien ainsi que vos proches.
Je souhaiterais que vous répondiez début de semaine au quiz de chimie sur l’électrolyse de l’eau en cliquant sur le lien https://b.socrative.com/login/student et en indiquant dans le room name « MPPIRARD ». Merci d’indiquer votre prénom et votre nom, mais pas de stress, ce sont toujours des petits exercices. Attention ce quiz restera disponible jusqu’au dimanche 24 mai. Ceci me permet de savoir si chacune reçoit toujours les informations et si vous ne rencontrez pas trop de difficultés. Faites- le tout de même sérieusement car certaines font toujours beaucoup d’erreurs et je me demande si elles lisent la question, si elles ont revu la matière ?
Cette semaine, je vous invite à poursuivre la chimie. Vous allez trouver à la suite de ce courrier :
1. La correction des exercices demandés la semaine dernière et qui sont dans votre cours page 45,46.
2. Un rappel sur la formule moléculaire (indice et coefficient) vu la semaine dernière.
3. Un nouveau chapitre : « Les équations chimiques » Ceci est la suite logique de ce que nous avons vu en chimie mais c’est de la nouvelle matière. C’est donc un travail facultatif car ceci sera retravaillé en septembre. Si vous faites ce travail sérieusement, il s’agit donc de vous permettre d’acquérir une petite « avance » sur le cours de quatrième pour suivre plus facilement l’année prochaine.
4. Le chapitre se termine par des exercices et des vidéos qui vous aideront à comprendre mais je reste disponible par mail pour toute question. Mais avoir simplement de vos nouvelles, un petit coucou… me ferait aussi plaisir. Cela devient long ! « mariepascale.pirard@gmail.com ».
Je tiens à rappeler à nouveau que toutes les notions vues après le 15 mars ne seront pas évaluées de manière certificative. Néanmoins, je vous invite à travailler régulièrement afin de faciliter la reprise et la poursuite des cours en quatrième.
En effet, cette matière sera revue début de quatrième et ce sera plus facile pour vous de l’avoir déjà travaillée !
Je vous donnerai également d’autres notions à voir prochainement, je vous invite donc d’aller vérifier chaque début de semaine sur le site de Flône.
Bon travail et surtout prenez soin de vous et des autres !
M.P.Pirard
Correction des exercices donnés le 11 mai !
1. Donnez la composition (nombre + nom des atomes) des molécules suivantes :
La molécule CO2 est composée de 1 atome de carbone et 2 atomes d’oxygène La molécule Fe2O3 est composée de 2 atomes de fer et 3 atomes d’oxygène Na2O : 1molécule de Na2O est composée de 2 atomes de sodium 1 atome d’oxygène 3MgCl2 : 3 molécules de chlorure de magnésium contiennent 3 atomes de magnésium et 6 atomes de chlore
CaCO3 : 1 molécule de carbonate de calcium est composée d’1 atome de calcium, d’1 atome de carbone et de 3 atomes d’oxygène
Ca3(PO4)2 : 1 molécule de phosphate de calcium est composée de 3 atomes de calcium et deux groupements phosphate contenant au total 2 atomes de phosphore et 8 atomes d’oxygène.
3 molécules Ca SO4 représentent au
total : 2 molécules Al (OH)3 représentent au total :
3atomes de calcium 2atomes de aluminium
3atomes de soufre 6atomes de hydrogène 12atomes
de oxygène 6atomes de oxygène
2. Ecrivez la formule des molécules contenant les atomes suivants (dans l’ordre où ils sont cités)
2 atomes d’hydrogène, 1 atome de silicium et 3 atomes d’oxygène: . . . . .H2SiO3 . . . . 1 atome de plomb relié à 2 groupements contenant chacun 1 atome d’azote et 3 atomes d’oxygène: Pb(NO3)2.
12 tomes de carbone, 22 atomes d’hydrogène, 11 atomes d’oxygène: C12O22H11
3. Entoure la lettre correspondant à ton choix
Quel modèle correspond à la formule KNO3 = modèle a
Que représente la formule 2 NaOH =le modèle b
réponse pour 2Cu(OH)2, c’est le modèle c 4) 2Cu(OH)2 représente a) une molécule constituée de 6 atomes b) 2 atomes constitués de 4 molécules c) 2 molécules constituées de 5 atomes d) 2 molécules constituées de 4 atomes e) autre réponse : …
Rappel : Chaque molécule est représentée par une formule moléculaire ! La MATIERE est formée de molécules, le plus souvent, il s’agit d’un mélange de plusieurs molécules différentes comme l’eau du robinet, l’air (constitué de molécules d’azote, de dixygène, de dioxyde de carbone…) car les corps purs (formés d’une seule sorte de molécule sont très rares (ex : l’eau distillée).
Les MOLECULES constituent donc toutes les substances solides, liquides ou gazeuses.
Les ATOMES sont les particules qui forment les molécules.
La formule moléculaire est une représentation symbolique qui indique le nombre et le type d’atomes formant une molécule !
Exemple :
H
2SO
4Les atomes qui composent cette molécule de sulfate d’hydrogène sont H, S et O.
Une molécule de H2SO4 est composée de 2 atomes d’hydrogène, 1 atome de soufre (l’indice 1 ne s’écrit pas) et 4 atomes d’oxygène.
L’indice indique donc le nombre d’atomes ou de groupements d’atomes.
Le symbole atomique nous donne le type d’atomes formant la molécule.
Mais dans quel ordre écrire les atomes ou groupements dans la formule ?
Il y a une règle simple !Le premier symbole est celui du cation (ion positif) donc l’atome qui a tendance à perdre 1 ou plusieurs électrons),
Ensuite vient l’anion (ion négatif) donc l’atome ou groupement qui a tendance à gagner 1 ou plusieurs électrons.
En effet, si les atomes s’associent pour former des molécules c’est à cause de leur électronégativité donc leur tendance à perdre ou gagner des électrons !
Exemple : le fluorure de calcium est une molécule contenant 2 atomes de fluor et 1 atome de calcium (Nous expliquerons pourquoi ce nombre dans la leçon suivante sur la valence) Les ions formés sont ici :
Le fluor devient l’anion F- Le calcium forme l’ion Ca2+
La formule sera donc : CaF2
Chapitre 7 : Les équations chimiques.
Introduction : maintenant que vous maîtrisez les notions d’indice et de coefficient stœchiométrique, revenons à la réaction bilan de l’électrolyse de l’eau.
1) Rappel
Les molécules d’eau ont été « découpées » lors de l’électrolyse en deux autres types de molécules, des molécules de dioxygène et des molécules de dihydrogène.
Le modèle de cette réaction pourrait donc donner ceci :
Si on symbolise un atome d’oxygène par un cercle bleu et un atome d’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 atome d’oxygène donc 1 rond bleu et 2 atomes d’hydrogène alors qu’après réaction (à droite de la flèche) il y a 2 atomes d’oxygène donc 2 ronds bleus et deux atomes d’hydrogène… ? » C’est la multiplication des ronds !!! Ce serait de la magie ! Impossible car une réaction chimique n’est pas de la magie.
Lors d’une réaction, les molécules formées, sont réalisées à partir du réarrangement des atomes des molécules présentes au départ (les molécules qui vont entrer en réaction sont appelées les réactifs ; ici ce sont les molécules d’eau).
« Il va donc falloir réfléchir à ce nouveau défi… »
Mais ces modélisations, bien que fort visuelles, ne sont pas des plus pratiques, les chimistes représentent les réactions chimiques, sous forme d’équations chimiques.
Définition : L’équation chimique est un modèle qui utilise des formules chimiques pour représenter le réarrangement des atomes, qui se réalise entre les réactifs et représenter aussi les produits formés, au cours d’une réaction chimique.
Voir : http://slideplayer.fr/slide/185632/#
Ce qui donne :
H
2O O
2H
22) Pondération d’équation
Il est bien sûr impossible que, dans une réaction, on puisse faire apparaître des atomes comme par magie. Si au départ il y avait 3 atomes, il ne peut y en avoir 4 après la réaction ! Pourtant l’expérience nous a démontré l’existence de deux gaz et ces deux gaz correspondent à cette formule chimique !
On ne peut donc pas faire ceci, même si ça nous arrangerait.
Il y a donc une autre méthode. En temps normal, vous auriez fait un super labo avec plein de produits chimiques et de précautions à prendre… mais malheureusement…
il va falloir se contenter de la manière théorique.
1.1. Principe de Lavoisier.
Quelques notions à connaître :
Les réactifs réagissent ensemble et leurs atomes se réarrangent pour former de nouvelles molécules, on obtient donc les produits de la réaction.
Mode opératoire :
- Peser à l’aide d’une balance l’iodure de potassium « KI » et du nitrate de plomb « Pb(NO3)2 » ;
- Mélanger ces deux réactifs ;
- Peser ensuite le produit de la réaction obtenu.
Cf. : https://www.youtube.com/watch?v=sc4-vwJyYms
Observation
- La masse des réactifs est exactement la même que la masse du produit formé.
Conclusion = Principe de Lavoisier
Au cours d’une réaction chimique se déroulant dans un système fermé (afin que les gaz ne puissent pas s’échapper), la masse des réactifs est égale à la masse des produits formés.
Puisque dans une réaction chimique en système fermé rien ne se perd, rien ne se crée, le nombre d'atomes formant les molécules doit être identique dans les deux membres de l’équation chimique.
Il faut donc pondérer une équation chimique pour qu’elle soit conforme à la réalité.
1.2. Pondération d’équation
Revenons à notre équation et comptons le nombre d’atomes dans le réactif et les produits formés.
Réactif Produits
2 atomes d’hydrogènes 2 atomes d’hydrogènes
1 atome d’oxygène 2 atomes d’oxygènes
Attention ! Je ne peux pas modifier les molécules en changeant les indices mais je peux augmenter le nombre de molécules en modifiant le coefficient
stoechiométrique.
Il me faut donc 2 atomes d’oxygène à gauche, je vais donc mettre un 2 devant H2O.
Ce qui donne ceci :
Réactif Produits
4 atomes d’hydrogènes 2 atomes d’hydrogènes
2 atome d’oxygène 2 atomes d’oxygènes J’ai donc un nouveau petit souci, j’ai 4 atomes d’hydrogène à gauche mais que 2 à droite. Je vais donc ajouter une deuxième molécule de dihydrogène à droite.
Réactif Produits
4 atomes d’hydrogènes 4 atomes d’hydrogènes 2 atome d’oxygène 2 atomes d’oxygènes
L’équation chimique respecte la loi de Lavoisier, cette équation chimique est pondérée !
Interprétation de la formule :
Souvenez-vous des observations de l’expérience de l’électrolyse de l’eau. Nous avions observé deux gaz mais de volume différent !
Il y avait 2x plus de molécules de dihydrogènes que de molécules de dioxygènes…
Ceci… explique donc cela !
1.1 Un autres exemple
Mg + O
2 MgO
Le symbole du magnésium Mg, la formule moléculaire O2 et celle de l’oxyde de magnésium MgO sont exactes. Nous ne pouvons donc pas modifier ces atomes ou molécules.
Nous pouvons, par contre, les multiplier en les faisant précéder d’un coefficient stœchiométrique.
Réactif Produits
1 atome de magnésium 1 atome de magnésium
2 atome d’oxygène 1 atomes d’oxygènes
Je double donc la molécule du membre de droite. Ce qui donne :
Mg + O
2 2 MgO
Mais le problème c’est que j’ai 2 atomes de magnésium à droite…
Réactif Produits
1 atome de magnésium 2 atome de magnésium
2 atome d’oxygène 2 atomes d’oxygènes Je dois donc également mettre un 2 devant le Mg de gauche.
On aura dès lors,
2 Mg + O
2 2 MgO
Réactif Produits
2 atome de magnésium 2 atome de magnésium 2 atome d’oxygène 2 atomes d’oxygènes
Lors de la réaction entre 2 atomes, le magnésium et une molécule de dioxygène, il y a une réaction chimique qui nous donne 2 molécules d’oxyde de magnésium.
L’équation chimique respecte la loi de Lavoisier, cette équation chimique est pondérée.
Dans le point suivant tu vas pouvoir t’entraîner à faire des pondérations.
Ce mécanisme, la pondération, est indispensable à maîtriser en chimie ! Tu le feras tout le temps et ce qui semble difficile au début s’avera simplisime par la suite…
1.2 Exercices
FeS + HCl FeCl2 + H2S
KI + Cl2 KCl + I2
P4 + Ca Ca3P2
CH4 + O2 CO2 + H2O
K + H2O KOH + H2
Al2O3 + Si Al + SiO2
Al + O2 Al2O3
Cu(II) + O2 CuO
P2O5 + H2O H3PO4
Remarque :
4 Mg + 2 O
2 4 MgO
Cette équation semble pondérée mais en réalité il y a une petite erreur. Lorsqu’il y a moyen de diviser tous les coefficients stoechiométriques par deux, trois, etc… c’est que vous êtes allés trop haut dans la pondération. Il faut donc tout rediviser. Par exemple pour cette équation, celle-ci est correcte sous la forme :
2 Mg + O
2 2 MgO
Je vous conseille de vous entrainer davantage en réalisant les exercices sur ces différents sites :
https://www.lachimie.net/quizz/ponderation/quiz_bienvenue.
htm
https://fr.khanacademy.org/science/chemistry/chemical- reactions-stoichiome/balancing-chemical-
equations/e/balancing_chemical_equations
https://www.unamur.be/sciences/enligne/transition/chimie/fic hesderevision/revision7/equilibrerexercices1.htm
http://www.web-sciences.com/devoir2nde/ex0/ex0.php
1.3 Corrections d’exercices
FeS + 2 HCl FeCl2 + H2S
2 KI + Cl2 2 KCl + I2
P4 + 6 Ca 2 Ca3P2
CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O
2 K + 2 H2O 2 KOH + H2
2 Al2O3 + 3 Si 4 Al + 3 SiO2
4 Al + 3 O2 2 Al2O3
2 Cu(II) + O2 2 CuO
P2O5 + 3 H2O 2 H3PO4
