THÈMES MATÉRIAUX MÉTALLIQUES/MATÉRIAUX ORGANIQUES Page 1 / 3 A NOM :... PRÉNOM :... CLASSE :... DATE :... I. REPRÉSENTATION DES MOLÉCULES

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1 DS STDA THÈMES MATÉRIAUX MÉTALLIQUES/MATÉRIAUX ORGANIQUES Page / 3 A NOM :... PRÉNOM :... LASSE :... DATE :... I. REPRÉSENTATION DES MOLÉULES I. Formule de Lewis 8 p a) Modifier les représentations ci- contre en utilisant des crayons de couleur, afin d obtenir les représentations de Lewis de ces molécules il suffit d ajouter le nombre nécessaire de doublets afin que les atomes de la molécule respectent la règle de l octet (4 doublets externes) et du duet ( doublet externe) pour l atome d hydrogène 4 b) On donne ci- dessous la formule semi développée du diméthyloxyde représenter sa formule de lewis formule semi développée formule de Lewis c) En déduire la géométrie des liaisons - O- autour de l atome d oxygène il y a 4 doublets dans la couche électronique externe. es quatre doublets se repoussent mutuellement pour s éloigner le plus possible les uns des autres et s orientent ainsi dans la direction d un tétraèdre dont l atome d oxygène est l atome central Les deux doublets liants utilisés pour les deux liaisons - O- sont dirigées vers deux des sommets de ce tétraèdre. Le groupe - O- est donc coudé comme l indique la figure ci contre Doublets liants O Doublets non liants

2 II. Formule brute formule développée- formule semi- développée- formule topologique a) ompléter les cases vides du tableau ci- dessous Formule brute! H! O molécule A!" H!! O N molécule B! H!! N molécule 3 Formule développée Formule semi- développée Formule topologique b) Parmi les molécules précédentes lesquelles - présentent des ramifications : molécule B et - sont linéaires : Molécule A - sont cycliques : Molécules B et - lesquelles sont aromatiques : Molécules B III Les hydrocarbures a) Donner une définition d un hydrocarbure : un hydrocarbure est constitué de molécules ne renfermant que des atomes de carbone et d hydrogène b) omment s appelle la famille des hydrocarbures qui renferment une ou plusieurs insaturations ces molécules peuvent appartenir à la famille des alcènes (renfermant au moins une double liaison =) ou à la famille des alcynes (avec au moins une triples liaisons 4 3 c) omment nomme t- on la famille des hydrocarbures saturés : Il s agit de la famille d hydrocarbures dont les molécules ne renferment que des liaisons simples ( et H) IV Nomenclature des alcanes et des alcènes a) Écrire dans les cadres correspondants les formules semi-développées (ou topologiques selon la place disponible) des molécules suivantes: -méthylbutane,4-diméthylpentane but--ène 3-méthylbut--ène

3 b) Donner le nom des molécules suivantes H H H 3 -méthylbutane H H HH H H H 6-éthylnon--ène H V. Protection des matériaux métalliques contre la corrosion La face arrière d un congélateur est constituée d une plaque de fer destinée à cacher les éléments du moteur. Pour protéger le fer de la corrosion, un des procédés utilisés est la galvanisation. e procédé permet de déposer par voie électrochimique une fine couche de zinc métallique sur le Fer. Le dispositif est schématisé ci- après : Solution de Sulfate de zinc : Zn + (aq) + SO4 - (aq) a) Écrire la demi- équation électronique de la réaction chimique qui doit se produire sur la plaque de Fer Du zinc métallique doit être déposé sur la plaque de Fer. Il doit se former des atomes de Zinc sur la surface de la plaque de fer e sont les ions zinc qui doivent s approcher de la plaque de fer pour être réduit en atome d où l équation Zn!! + e! Zn (a) les électrons capturés proviennent du générateur par l intermédiaire des fils de connexion et de la plaque de fer b) Indiquer en justifiant s il s agit d une oxydation ou d une réduction A la surface de la plaque de fer il se produit une capture d électrons : il s agit d onc d une réduction de l ion Zinc (oxydant) en zinc métallique (réducteur) c) En déduire en justifiant à quel pôle du générateur est reliée la plaque de fer Pour que la réaction précédente puisse avoir lieu il faut les électrons parviennent du générateur à la plaque de fer. La plaque doit être reliée au pôle négatif du générateur d) Indiquer sur le croquis en rouge le sens du courant conventionnel du courant et en bleu celui des électrons dans le circuit les électrons libres se déplacent uniquement dans les conducteurs métalliques du circuit dans le sens inverse du sens conventionnel e! + I e! e) En déduire quelle électrode joue le rôle d anode et quelle électrode joue le rôle de cathode Le cations zinc doivent s approcher de la plaque de fer elle joue donc le rôle de cathode et l électrode de zinc le rôle d anode

4 f) Écrire la demi- équation électronique de la réaction chimique qui a lieu à la surface de l électrode de zinc les ions zinc étant progressivement consommés à la cathode de fer, il faut alimenter la solution en ions zinc. La lame de zinc constituée d atomes de zinc constituera un réservoir à fabriquer des ions zinc Zn Zn!! + e! (b) g) Indiquer en justifiant s il s agit d une oxydation ou d une réduction? Au niveau de l électrode de zinc il y a production d électron il se produit donc l oxydation du zinc métallique (réducteur) en ion zinc (oxydant) h) En déduire l équation de la réaction chimique de traduisant le bilan de la galvanisation les deux demi- équations mettent en jeux le même nombre d électrons échangés La combinaison (a)+(b) des deux demi- équations précédentes aboutit après simplifications à : Zn Zn Globalement l électrolyse de réalise pas de transformation chimique i) Expliquer en quelques lignes le rôle joué par le générateur Le générateur réalise un dépôt d une fine couche de zinc sur la plaque de fer comme s il transportait des atomes de zinc d une borne à l autre. En fait le courant électrique permet de réaliser deux transformations chimiques inverses l une de l autre à chacune des électrodes

5 DS STDA THÈMES MATÉRIAUX MÉTALLIQUES/MATÉRIAUX ORGANIQUES Page / 3 B NOM :... PRÉNOM :... LASSE :... DATE :... I. REPRÉSENTATION DES MOLÉULES I. Formule de Lewis 8 p a) Modifier les représentations ci- contre en utilisant des crayons de couleur, afin d obtenir les représentations de Lewis de ces molécules il suffit d ajouter le nombre nécessaire de doublets afin que les atomes de la molécule respectent la règle de l octet (4 doublets externes) et du duet ( doublet externe) pour l atome d hydrogène 4 b) On donne ci- dessous la formule semi développée de la propanone, représenter sa formule de lewis formule semi développée formule de Lewis Propanone c) En déduire la géométrie des liaisons - =O- autour de l atome de carbone il y a 4 doublets dans la couche électronique externe dont deux d entre eux sont contraint à s orienter dans la même direction ( doublets de la double liaisons =). Tout se passe comme s il y avait trois doublets autour de cet atome de carbone es doublets se repoussent mutuellement pour s éloigner le plus possible les uns des autres et s orientent ainsi dans la direction des sommets d un triangle dont l atome dont l atome de carbone (=O ) est l atome central Les deux atomes de carbone et l atome d oxygène s orientent dans l espace pour former un triangle cette portion de la molécule à donc une géométrie triangulaire plane O

6 II. Formule brute formule développée- formule semi- développée- formule topologique a) ompléter les cases vides du tableau ci- dessous Formule brute! H!" molécule A! H!! N molécule B!" H!! O N molécule Formule développée Formule semi- développée Formule topologique b) Parmi les molécules précédentes lesquelles - lesquelles sont aromatiques : molécule - sont linéaires: molécule A - sont cycliques molécule B et - présentent des ramifications molécule B et III Les hydrocarbures a) Donner une définition d un hydrocarbure : un hydrocarbure est constitué de molécules ne renfermant que des atomes de carbone et d hydrogène b) omment nomme t- on la famille des hydrocarbures saturés Il s agit de la famille d hydrocarbures dont les molécules ne renferment que des liaisons simples ( et H) 4 3 c) omment s appelle la famille des hydrocarbures qui renferment une ou plusieurs insaturations ces molécules peuvent appartenir à la famille des alcènes (renfermant au moins une double liaison =) ou à la famille des alcynes (avec au moins une triples liaisons IV Nomenclature des alcanes et des alcènes a) Écrire dans les cadres correspondants les formules semi-développées (ou topologiques selon la place disponible) des molécules suivantes: -méthylbutane 3-méthylbut--ène,4-diméthylpentane but--ène

7 b) Donner le nom des molécules suivantes H 3 H H HH H H 5-méthyloct-3-ène H H H H H H H 3-éthyl-6-méthyloctane V. Protection des matériaux métalliques contre la corrosion La face arrière d un congélateur est constituée d une plaque de fer destinée à cacher les éléments du moteur. Pour protéger le fer de la corrosion, un des procédés utilisés est la galvanisation. e procédé permet de déposer par voie électrochimique une fine couche de zinc métallique sur le Fer. Le dispositif est schématisé ci- après : Solution de Sulfate de zinc : Zn + (aq) + SO4 - (aq) a) Écrire la demi- équation électronique de la réaction chimique qui doit se produire sur la plaque de Fer Du zinc métallique doit être déposé sur la plaque de Fer. Il doit se former des atomes de Zinc sur la surface de la plaque de fer e sont les ions zinc qui doivent s approcher de la plaque de fer pour être réduit en atome d où l équation Zn!! + e! Zn (a) les électrons capturés proviennent du générateur par l intermédiaire des fils de connexion et de la plaque de fer b) Indiquer en justifiant s il s agit d une oxydation ou d une réduction A la surface de la plaque de fer il se produit une capture d électrons : il s agit d onc d une réduction de l ion Zinc (oxydant) en zinc métallique (réducteur) c) En déduire en justifiant à quel pôle du générateur est reliée la plaque de fer Pour que la réaction précédente puisse avoir lieu il faut les électrons parviennent du générateur à la plaque de fer. La plaque doit être reliée au pôle négatif du générateur d) Indiquer sur le croquis en rouge le sens du courant conventionnel du courant et en bleu celui des électrons dans le circuit les électrons libres se déplacent uniquement dans les conducteurs métalliques du circuit dans le sens inverse du sens conventionnel e! e! I e) En déduire quelle électrode joue le rôle d anode et quelle électrode joue le rôle de cathode Le cations zinc doivent s approcher de la plaque de fer elle joue donc le rôle de cathode et l électrode de zinc le rôle d anode

8 f) Écrire la demi- équation électronique de la réaction chimique qui a lieu à la surface de l électrode de zinc les ions zinc étant progressivement consommés à la cathode de fer, il faut alimenter la solution en ions zinc. La lame de zinc constituée d atomes de zinc constituera un réservoir à fabriquer des ions zinc Zn Zn!! + e! (b) g) Indiquer en justifiant s il s agit d une oxydation ou d une réduction? Au niveau de l électrode de zinc il y a production d électron il se produit donc l oxydation du zinc métallique (réducteur) en ion zinc (oxydant) h) En déduire l équation de la réaction chimique de traduisant le bilan de la galvanisation les deux demi- équations mettent en jeux le même nombre d électrons échangés La combinaison (a)+(b) des deux demi- équations précédentes aboutit après simplifications à : Zn Zn Globalement l électrolyse de réalise pas de transformation chimique i) Expliquer en quelques lignes le rôle joué par le générateur Le générateur réalise un dépôt d une fine couche de zinc sur la plaque de fer comme s il transportait des atomes de zinc d une borne à l autre. En fait le courant électrique permet de réaliser deux transformations chimiques inverses l une de l autre à chacune des électrodes