Chapitre 01 LA CONSTITUTION DE LA MATIÈRE

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1 Chapitre 01 LA CONSTITUTION DE LA MATIÈRE Partie A : Caractérisation de la matière Rappels de 6e : lire les cadres 1, 2, 4 et 5 page 14 1 Les états de la matière dans la vie de tous les jours Exercice 1 En réflechissant seul, trouver des exemples dans la vie de tous les jours pour les catégories suivantes : solides, liquides, gaz. Définition de «protocole» : un protocole expérimental contient la description des conditions et du déroulement d une expérience. Il doit être suffisamment clair et précis : l exprérience doit pouvoir être reproduite de manière identique à chaque fois en le suivant. Activité 1 Réaliser l activité 1 page Comment différencier les états de la matière? Expérience 1 1. Faire la liste du matériel disponible Les trois états de la matière 2. Transvaser des glaçons puis de l eau liquide dans différents récipients. Noter les observations. 3. Incliner un des récipients contenant l eau liquide. Noter les observations. 4. Appuyer sur le ballon contenant du gaz. Noter les observations. 5. Peut-on modifier le volume d un gaz enfermé dans une seringue? d un liquide? Un solide ne se déforme pas facilement : il a une forme propre. De plus, il est incompressible : il a un volume propre. Un liquide immobile prend la forme du récipient qui le contient : il n a pas de forme propre. Sa surface en contact avec l air (appelée surface libre) est horizontale et plane. Enfin, il est incompressible : il a un volume propre. Un gaz occupe tout l espace disponible, il n a pas de forme propre. De plus, il est compressible : il n a pas de volume propre. Exercice 2 Exercices 1 à 12 dans le livre, page 41. 1

2 3 Le modèle particulaire Activité 2 1. Chercher les définitions des mots «macroscopique» et «microscopique». 2. Donner une définition courte et précise du terme «modèle scientifique». 3. Faire l activité 5 page 21. En cinquième, on utilise le modèle scientifique appelé modèle particulaire pour expliquer les propriétes macroscopiques de la matière à partir de son organisation microscopique : la matière est formée de particules.. A une espèce chimique on associe une particule, représentée par une forme géométrique.. Deux espèces différentes sont composées de particules différentes et donc représentées par des formes géométriques différentes.. Entre deux particules (identiques ou différentes), on trouvera toujours du vide. Activité 3 Etat solide : Activité 6 page 22. Les particules : Modélisation microscopique :. se touchent (la distance entre les particules ne peut pas être réduite : volume propre),. sont fortement liées (forme non modifiable : forme propre),. sont ordonnées. Etat liquide : Les particules : Modélisation microscopique :. se touchent (la distance entre les particules ne peut pas être réduite : volume propre),. sont peu liées (forme modifiable : pas de forme propre),. sont désordonnées et glissent un peu les unes sur les autres. 2

3 Etat gazeux : Les particules : Modélisation microscopique :. ne se touchent pas (la distance entre les particules peut-être modidiée : pas de volume propre ni de forme propre),. ne sont pas liées,. sont très désordonnées et bougent continuellement. Exercice 3 Exercices 13 à 18 dans le livre, page Corps pur et mélanges Un corps pur est constitué d une seule espèce chimique (un seul constituant). Un mélange est constitué de plusieurs espèces chimiques (au moins deux constituants). Expérience 2 Corps pur et mélange Vous disposez de trois liquides différents : Tube à essai 1 Tube à essai 2 Tube à essai 3 eau pure eau salée eau boueuse 1. Boucher les tubes, et agiter vigoureusement. Schématiser chaque tube juste après agitation. 2. Classer les liquides dans les catégories corps pur/mélange. 3. Qu est ce qui distingue les deux liquides appartenant à la même catégorie? 4. Rechercher la définition des adjectifs «homogène» et «hétérogène». 5. Affiner la classification. 6. Schématiser chaque tube après avoir attendu un certain temps. Le dioxyde de carbone (CO 2 ) est un gaz plus lourd que l air. On peut le mettre en évidence en le mettant en contact avec de l eau de chaux : l eau de chaux devient blanche et opaque au contact du dioxyde de carbone. On peut recueillir un gaz pour l identifier avec la méthode du déplacement d eau. La technique est décrite par le schéma ci-dessous :! 7. Une boisson gazeuse est-elle un corps pur ou un mélange? 8. Détailler sa composition le plus précisément possible. 3

4 Dans un corps pur, toutes les particules sont identiques. Exemples : eau pure mine de crayon à papier Dans un mélange, on trouvera au moins deux sortes de particules différentes. Si on ne peut pas distinguer les différents constituants à l oeil nu, le mélange est dit homogène. Si on peut distinguer à l oeil nu au moins deux des constituants du mélange, il est dit hétérogène. Exemples : Mélanges homogènes : eau peu salée eau sucrée Mélange hétérogène : jus d orange avec pulpe eau boueuse Exercice 4 Pour chaque situation, indiquer si le modèle représente un corps pur ou un mélange et préciser l état (sauf pour c). Certains solides et certains gaz sont solubles dans l eau : on peut obtenir un mélange liquide homogène. Si deux liquides se mélangent parfaitement, on dit qu ils sont miscibles. S il ne se mélangent pas du tout, on dit qu ils sont non-miscibles. Tous les gaz sont miscibles entre eux. Exercice 5 Exercices 19 à 24 dans le livre, pages

5 5 Séparer les constituants d un mélange Si le mélange est hétérogène, plusieurs méthodes existent :. Décantation (schéma à connaître) : pour des liquides non miscibles où un mélange liquide-solide (non dissout),. Filtration (schéma à connaître) : pour un mélange liquide avec des particules solides. Exercice 6 Dans le cas de la filtration, il faut alors que les pores (très petit orifice à la surface du filtre, laissant passer la matière) soient plus petits que les particules solides mais plus grand que les particules liquides. Pouvez-vous expliquer pourquoi? Si le mélange est homogène, on peut séparer les constituants en utilisant deux méthodes : l évaporation (schéma à connaître) et la distillation (légendes à connaître) Pour faire sortir le gaz dissout dans un liquide, il faut secouer, puis diminuer la pression autour du liquide si le premier ne suffit pas. 5

6 Partie B : Propriétés des changements d état 1 Définition et nom Le passage d un des trois états de la matière à un autre est appellé un changement d état 2 Évolution de la masse et du volume lors d un changement d état Les changements d état : masse et volume Expérience 3 Activité 7 page 23. Lors d un changement d état :. La masse est conservée car le nombre de particule ne varie pas. Le volume peut changer car la distance entre les particules peut varier 3 Évolution de la température lors d un changement d état Les changements d état : température Expérience 4 Activité 9 page 25.. Pour un corps pur, la température reste constante pendant le changement d état.. Pour un mélange, la température varie pendant le changement d état. Exercice 7 Exercices 25 à 33 dans le livre, pages

7 Partie C : Notion de masse volumique Critères de flotaison Expérience 5 Activité 13 page 29. Lien entre masse et volume? Expérience 6 Activité 14 page 30. Choix du cadre d un vélo Le cadre d un vélo est l élément assurant la liaison entre les principaux éléments du vélo. Il est généralement constitué de métal. Un coureur souhaite se faire un cadre sur mesure et hésite entre trois matériaux : le fer, le cuivre et l aluminium. Sachant qu il devra mouvoir le cadre lorsqu il l utilisera, il finit par choisir l aluminium. Donnée 1 : la masse volumique est caractéristique d un matériau. La masse volumique d un matériau de masse m et de volume V s exprime par = m V Expérience 7 Si la masse s exprime en gramme (g) et le volume en centimètres cube (cm 3 ), alors la masse volumique s exprime en g/cm 3. Donnée 2 : 1cm 3 =1mL 1. Quelle hypothèse peut-on faire sur les raisons qui l ont poussé à choisir l aluminium? 2. On dispose d échantillon de cuivre, de fer et d aluminium. Proposer et mettre en oeuvre un protocole pour valider cette hypothèse. 3. Noter vos mesures et conclure. La masse m d une matière et son volume V sont deux grandeurs proportionnelles. On peut passer de l un à l autre en utilisant la masse volumique. 8 = m < m masse, en kg avec : V volume, en L V : masse volumique, en kg/l La masse volumique est caractéristique d une matière et peut donc être utilisée pour différencier des matériaux. De plus, les corps de masse volumique inférieure à celle de l eau flottent sur l eau alors que les corps de masse volumique inférieure coulent. Exercice 8 Exercices 40,41,42,43,47,48,49,50 pages