UTILISATION DES MÉTAUX DANS LA VIE QUOTIDIENNE. Quelle est la couleur du métal? Gris. Le métal est-il attiré par un aimant? Non

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1 UTILISATION DES MÉTAUX DANS LA VIE QUOTIDIENNE Cuivre Rouge orangée Quelle est la couleur du métal? Jaune Or Gris Blanc et brillant Argent Fer Oui Le métal est-il attiré par un aimant? Non Le métal est-il dense? Non Oui Aluminium Zinc - Les métaux les plus couramment utilisés sont le fer, le zinc, l aluminium, le cuivre, l argent et l or. - Observer, recenser des informations pour distinguer quelques métaux usuels et pour repérer quelques-unes de leurs utilisations.

2 LES ATOMES La matière est constituée de petites particules : les atomes. Il existe plusieurs centaines d atomes différents. Chaque atome est représenté par un symbole (une ou deux lettres) : C pour le carbone, H pour l hydrogène, O pour l oxygène, Cu pour le cuivre, Fe pour le fer... Les atomes peuvent s assembler pour former des molécules. La formule d une molécule donne la nature et le nombre des atomes associés. Un atome est constitué d un noyau et d électrons gravitant autour du noyau. L ensemble des électrons forme le nuage électronique. La matière est essentiellement constitué de vide. Le diamètre de l atome est environ fois plus grand que celui du noyau. La masse des électrons est négligeable devant celle du noyau donc la masse d un atome est environ égale à celle de son noyau. L atome est électriquement neutre. Les charges électriques positives contenues dans le noyau compensent exactement les charges négatives des électrons contenus. Dans un atome, il y a autant de charges positives que négatives. Les électrons sont chargés négativement. Ils sont attirés par la borne du générateur. Dans un circuit électrique, les électrons se déplacent de la borne négative vers la borne positive, c est-à-dire dans le sens inverse au sens conventionnel du courant électrique. Constituants de l atome : noyau et électrons. Structure lacunaire de la matière. Les atomes et les molécules sont électriquement neutres ; l électron est chargé électriquement. Tous les métaux conduisent le courant électrique. Tous les solides ne conduisent pas le courant électrique. La conduction du courant électrique dans les métaux s interprète par un déplacement d électrons. Le courant électrique est dû à un déplacement d électrons dans le sens opposé au sens conventionnel du courant dans un métal. Pratiquer une démarche expérimentale afin de comparer le caractère conducteur de différents solides. Valider ou invalider une hypothèse sur le caractère conducteur ou isolant d un solide. Extraire d un document (papier, multimédia) les informations relatives aux dimensions de l atome et du noyau.

3 LES IONS Un ion est une espèce chimique chargée électriquement. Il existe deux types d ions : - Lorsqu un atome ou un groupement d atomes perd un ou plusieurs électrons, on obtient un ion chargé positivement : il s agit d un cation. - Lorsqu un atome ou un groupement d atomes gagne un ou plusieurs électrons, on obtient un ion chargé négativement : il s agit d un anion. Exemple : Perte de 2 électrons 20 électrons électrons 20 Atome de calcium Ca 20 électrons Ion calcium Ca 2 18 électrons 17 électrons 17 Gain d un électron 18 électrons 17 Atome de chlore Cl 17 électrons Ion chlorure Cl - 18 électrons Les solutions ioniques sont électriquement neutres, car les charges positives portées par les cations compensent les charges négatives portées par les anions. Le passage du courant électrique dans une solution est donc dû à la circulation des ions. Quand le courant passe dans une solution ionique, les cations se déplacent vers la borne du générateur (sens conventionnel du courant) et les anions se déplacent vers la borne (sens inverse du sens conventionnel). Les ions sont chargés électriquement. Toutes les solutions aqueuses ne conduisent pas le courant électrique. La conduction du courant électrique dans les solutions aqueuses s interprète par un déplacement d ions. Le courant électrique est dû à des déplacements d ions dans une solution aqueuse. - Pratiquer une démarche expérimentale afin de comparer (qualitativement) le caractère conducteur de l eau et de diverses solutions aqueuses. - Valider ou invalider une hypothèse sur le caractère conducteur ou isolant d une solution aqueuse. - Observer, recenser des informations, à partir d'une expérience de migration d'ions.

4 TEST DE RECONNAISSANCE DE QUELQUES IONS Ions testés Réactifs Précipités Ions zinc (II) Zn 2 Précipité blanc Ions cuivre (II) Cu 2 Précipité bleu Ions fer (II) Fe 2 Précipité vert Ions fer (III) Fe 3 Précipité rouille Ions chlorure Cl - Solution de nitrate Précipité blanc qui noircit d argent à la lumière (Ag NO 3- ) - Les formules des ions Na, Cl -, Fe 3, Fe 2 et Cu 2. - Suivre un protocole expérimental afin de reconnaître la présence de certains ions dans une solution aqueuse. - Faire un schéma.

5 MESURE DU ph DE QUELQUES SOLUTIONS Le ph est un nombre sans unité qui permet d évaluer l acidité ou la basicité d une solution. Sa valeur est comprise entre 0 et 14. En sachant que l on dit qu une solution est : - Acide quand son ph est inférieur à 7. - Neutre quand son ph est égal à 7. - Basique quand son ph est supérieur à 7. - D autant plus acide que son ph est faible. Toutes les solutions aqueuses contiennent des ions hydrogène H et des ions hydroxydes HO. Les ions responsables de l acidité sont les ions hydrogène H. Une solution neutre contient autant d ions hydrogène H que d ions hydroxyde HO. Une solution acide contient plus d ions hydrogène H que d ions hydroxyde HO. Les solutions acides ou basiques du commerce sont souvent concentrées. Elles peuvent provoquer, entre autres, des irritations et des brûlures de la peau et des yeux. C est pourquoi on utilise des pictogrammes de sécurité sur les flacons de ces produits, ce qui nous indique les dangers encourus et les précautions à prendre lors de leur utilisation. La dilution a pour effet de rendre moins acide ou moins basique une solution. Son ph se rapproche alors de 7. Après utilisation, les solutions acides et basiques doivent être récupérées pour être retraitées car elles présentent un danger pour l environnement. - Domaines d acidité et de basicité en solution aqueuse. - Une solution neutre contient autant d ions hydrogène H que d ions hydroxyde HO. - Dans une solution acide, il y a plus d ions hydrogène H que d ions hydroxyde HO. - Dans une solution basique, il y a plus d ions hydroxyde HO que d ions hydrogène H. - Les produits acides ou basiques concentrés présentent des dangers. Suivre un protocole expérimental afin de distinguer, à l aide d une sonde ou d un papier ph, les solutions neutres, acides et basiques. Extraire des informations d un fait observé et décrire le comportement du ph quand on dilue une solution acide. Identifier le risque correspondant, respecter les règles de sécurité. RÉACTION ENTRE LE FER ET L ACIDE CHLORHYDRIQUE - Les ions hydrogène et chlorure sont présents dans une solution d acide chlorhydrique. - Le fer réagit avec l acide chlorhydrique, avec formation de dihydrogène et d ions fer (II). - Critères de reconnaissance d une transformation chimique : disparition des réactifs et apparition des produits. - Suivre un protocole pour : 0. reconnaître la présence des ions chlorure et des ions hydrogène ; 1. réaliser la réaction entre le fer et l acide chlorhydrique avec mise en évidence des produits. - Faire un schéma.

6 APPROCHE DE L ÉNERGIE CHIMIQUE : UNE PILE ÉLECTROCHIMIQUE I. UNE TRANSFORMATION CHIMIQUE QUI LIBÈRE DE L ÉNERGIE THERMIQUE Le sulfate de cuivre réagit avec le zinc : l ensemble des réactifs (sulfate de cuivre et zinc) possèdent de l énergie chimique. Lors de cette transformation chimique, une partie de cette énergie est transférée au milieu extérieur sous forme d énergie thermique. Énergie chimique des produits Énergie chimique des réactifs Énergie thermique II. UNE TRANSFORMATION CHIMIQUE QUI LIBÈRE DE L ÉNERGIE ÉLECTRIQUE Une pile électrochimique comporte 2 électrodes de natures différentes, généralement métalliques, plongeant dans une solution conductrice. Lorsque la pile fonctionne, il se produit une transformation chimique. Une partie de l énergie chimique des réactifs est transférée au circuit sous forme d énergie électrique, une autre partie est transférée à l extérieur sous forme d énergie thermique. La consommation des réactifs entraîne l usure de la pile. Énergie chimique des produits Énergie chimique des réactifs Énergie électrique Énergie thermique - La pile est un réservoir d énergie chimique. Lorsque la pile fonctionne, une partie de cette énergie est transférée sous d autres formes. - L énergie mise en jeu dans une pile provient d une réaction chimique : la consommation de réactifs entraîne l usure de la pile. - Réaliser, décrire et schématiser la réaction entre une solution aqueuse de sulfate de cuivre et de la poudre de zinc : 0. par contact direct ; 1. en réalisant une pile.

7 SYNTHÈSE D ESPÈCES CHIMIQUES I. DÉFINITIONS Espèce naturelle : espèce isolée à partir de matières végétales et animales par des procédés physiques. Ce sont donc des espèces qui existent dans la nature (sucres, parfums ). Synthèse chimique : réaction chimique permettant l obtention d une espèce chimique nouvelle ou identique à une espèce naturelle. Espèce synthétique : espèce fabriquée par l Homme à l aide de transformations chimiques. Elle peut être identique au naturel ou alors artificielle Espèce identique au naturel : ces espèces sont obtenues avec au moins une étape impliquant une réaction chimique. L Homme a appris à copier la nature en synthétisant des molécules strictement identiques (parfums ). Espèce artificielle : espèce obtenue par synthèse et dont la présence dans un produit naturel n a pas encore été prouvée (nylon, polystyrène, médicaments ). Les molécules d acétate d isoamyle synthétiques que l on fabrique au laboratoire et les molécules d acétate d isoamyle naturelles que l on peut extraire de la banane sont identiques. L acétate d isoamyle synthétique a cependant un coût de revient plus faible. La chimie permet d améliorer les conditions de vie en créant des espèces chimiques n existant pas dans la nature. Il existe de nombreux exemples dans la vie de tous les jours et dans tous les domaines de la vie quotidienne (agriculture, habillement, hygiène, santé, sport...). - Il est possible de réaliser la synthèse d espèces chimiques déjà existantes dans la nature. - Il est possible de réaliser la synthèse d espèces chimiques n existant pas dans la nature. - Le nylon comme les matières plastiques sont constitués de macromolécules. - Suivre le protocole de la synthèse, effectuée de manière élémentaire de l acétate d isoamyle. - Identifier les risques correspondants, respecter les règles de sécurité. - Suivre le protocole permettant de réaliser la synthèse du nylon ou d un savon.