Séquence 2 : modèle moléculaire

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1 Classe de quatrième Objectifs de la séquence 2 : - Savoir qu un gaz est composé de molécules - Savoir que : o L état gazeux est dispersé et désordonné o L état liquide est compact et désordonné o L état solide est compact et les solides cristallins sont ordonnés - Etre capable de percevoir la différence entre réalité et simulation - Etre capable d utiliser le modèle moléculaire pour expliquer : o La compressibilité d un gaz o La différence entre corps pur et mélange o Les différences entre les trois états physiques de l eau o La conservation de la masse lors des différents changements d état de l eau o La non compressibilité de l eau o La diffusion d un gaz dans l air o La diffusion d un soluté dans l eau Voir aussi votre manuel pages 34 à 41 Rappels (ce que vous savez déjà) - Les trois états de la matière sont : solide, liquide, gaz (vu pour l eau) - Certains composés peuvent se dissoudre dans l eau : o Gaz (boissons gazeuses) o Liquides (sirop, encre) o Solides (sucre, sel) - L'air est un mélange de dioxygène (environ 20 % en volume) et de diazote (environ 80 % en volume). - Le dioxygène est nécessaire à la vie. - Un gaz est compressible. - On mesure une pression avec un manomètre. - L unité de la pression est le Pascal (Pa). - Un litre d air a une masse d'environ un gramme dans les conditions usuelles de température et de pression. Définition - Corps pur : substance dont toutes les molécules sont identiques. - Diffusion : dans un gaz ou un liquide, les molécules, en mouvement, se mélangent spontanément. Collège des Tilleuls Annecy Page 1 sur 7 Physique - Chimie

2 Situation déclenchante Réalisons l expérience suivante : on rempli un cristallisoir d eau, on laisse reposer et on introduit quelques gouttes d une solution de permanganate de potassium. Schéma : Observations :.... Analyse : Le modèle moléculaire Le modèle moléculaire est la représentation des atomes et des molécules à l aide de boules. Exemples : On peut représenter un atome d hydrogène par : On peut représenter la molécule de dioxygène par : Et la molécule de diazote par : Collège des Tilleuls Annecy Page 2 sur 7 Physique - Chimie

3 L air étant composé à quatre cinquièmes de diazote et à un cinquième de dioxygène, on peut représenter un volume d air de la manière suivante : L air : mélange de diazote et de dioxygène L état gazeux Un gaz est constitué de molécules très petites et en grand nombre. Entre les molécules règne le vide (il n y a rien). Plus la pression est faible, plus il y a d espace entre les molécules et donc, plus la pression est grande, moins il y a d espace entre les molécules. Lorsque l on comprime un gaz, on réduit l espace entre les molécules. Gaz peu comprimé (Faible pression) Gaz comprimé (Pression plus forte) Les gaz sont compressibles : leurs molécules sont espacées. Dans les corps purs, les molécules sont identiques alors que dans les mélanges, il y a plusieurs types de molécules. Collège des Tilleuls Annecy Page 3 sur 7 Physique - Chimie

4 Corps pur Exemple : vapeur d eau Mélange Exemple : l air Les gaz peuvent se mélanger comme un parfum se mélange à l air. C est le phénomène de diffusion. Dans l état gazeux, les molécules se déplacent dans tous les sens : l état gazeux est désordonné. (Voir le manuel : schéma en haut à droite de la page 40). Les gaz n ont pas de forme propre. Les gaz occupent tous l espace à leur disposition. Faire exercice 2 page 44 : L état liquide Expérience : on prend un seringue que l on rempli d eau. On essaye de la comprimer (de réduire son volume). Résultat :.. Un liquide est incompressible. Dans un liquide, les molécules sont en contact mais n ont pas de position fixe : elles se déplacent en permanence. Schéma d un liquide Exemple : de l eau Collège des Tilleuls Annecy Page 4 sur 7 Physique - Chimie

5 Un liquide coule car les molécules peuvent glisser les unes sur les autres : l état liquide est compact et désordonné. Les liquides n ont pas de forme propre, ils épousent la forme du récipient. Diffusion d un soluté dans l eau : Le soluté (en noir), un morceau de sucre par exemple, diffuse petit à petit dans l eau. Faire exercice 4 page 44 : L état solide Contrairement aux gaz et aux liquides, les solides ont une forme propre. Les molécules sont en contact et occupent des positions fixes. L état solide est compact. Dans les solides cristallins, les molécules sont ordonnées. Solide Solide cristallin Faire exercice 6 page 44 : Collège des Tilleuls Annecy Page 5 sur 7 Physique - Chimie

6 Schéma : La conservation de la masse Au cours d un changement d état, d une dissolution ou d un mélange, le nombre de molécules ne varie pas donc la masse se conserve. Exemple 1 : Si on fait fondre un glaçon pesant 20g, on obtient :.. Exemple 2 : Si on fait évaporer 30g d eau, on obtient : Exemple 3 : Si on dissout 10g de sucre dans 100g d eau, on obtient :.. Faire exercice 15 page 46 : Collège des Tilleuls Annecy Page 6 sur 7 Physique - Chimie

7 A retenir : - Le modèle moléculaire est la représentation des atomes et des molécules à l aide de boules. - L état gazeux est désordonné (les molécules se déplacent dans tous les sens). - Entre les molécules de gaz, il y a du vide. - Les gaz sont compressibles. - Les gaz n ont pas de forme propre, ils occupent tout l espace à leur disposition. - L état liquide est compact et désordonné. - Un liquide est incompressible. - Les liquides n ont pas de forme propre, ils épousent la forme du récipient. - L état solide est compact. - Dans les solides cristallins, les molécules sont ordonnées. - Un solide est incompressible. - Les solides ont une forme propre. - Au cours d un changement d état, d une dissolution ou d un mélange, le nombre de molécules ne varie pas donc la masse se conserve. QCM d entrainement : Dans un gaz, les molécules sont en mouvement Dans un liquide, les molécules sont en mouvement Dans un solide, les molécules sont en mouvement Lorsque l on détend un gaz, l espace entre les molécules diminue Si on comprime suffisamment un gaz, il n y a plus d espace entre les molécules, il devient alors liquide Lorsque l on congèle de l eau, la masse diminue, c est pour cela que les glaçons flottent Si on dissout 20g de sel dans 1 litre d eau, on obtient 1020g d eau salée Vrai Faux Faire exercice 19 page 46 : Fin Collège des Tilleuls Annecy Page 7 sur 7 Physique - Chimie