Exercices chapitre 1 Synthèses et métaux

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1 Exercices chapitre 1 Synthèses et métaux Activité 2 p 25 On peut aussi reconnaître les métaux par leurs masses volumiques (µ).(voir p28). Exemple : L aluminium a une masse volumique de 2700 kg/m 3 =2,7 g/cm 3. On mesure le volume d un cylindre à l aide d une éprouvette graduée, on trouve 3mL (soit 3cm 3 ). On pèse et on trouve 8g. On vérifie qu il s agit bien d aluminium car : 2,7 x 3 = 8,1g. Ex n 12p31 1.

2 2. La règle devrait conduire l électricité car tous les métaux sont conducteurs d électricité. 3. Cette erreur peut venir de saletés sur la règle, l ampoule peut être grillée, les fils peuvent être détériorés, la pile peut être à plat, il peut y avoir un mauvais contact ou il peut y avoir une erreur de montage. 4. Les raisons de cette erreur sont que la règle est probablement oxydée par le dioxygène de l air et empêche le courant de passer. 5. L expérience permet de conclure que l aluminium est effectivement conducteur. Exercice n 13p32 1. Je calcule le volume V du cylindre de rayon R, de hauteur h: V = x R² x h V = 3,14 x (1,5)²x 15 V 106 Le volume du cylindre est de 106 cm 3 = 0,000106=1,06x10-4 m 3 Tableau de conversions des masses et volumes: t q kg hg dag g dg cg mg m 3 dm 3 cm 3 mm 3 kl hl dal L dl cl ml X10-3 X Calculons la masse volumique du cylindre de masse m: µ =m/v µ =0,3030/0, µ 28 58,5 La masse volumique du cylindre est de 28 58,5 kg/m 3.

3 3. Cette masse volumique est proche de celle de l aluminium. Exercice n 14 p Calculons la masse volumique du laiton : 8920 x 90/ x 10/100 = 8742 La masse volumique du laiton est de 8742 kg / m 3.

4 2. % de zinc % de cuivre masse volumique(kg/m 3 ) , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

5 Exercice n 15 p La propriété évoquée dans l énoncé est la ductilité de l or. 2. Je convertis : 2,65 g = 0,00265 kg = 2, kg. Je calcule le volume V du fil : V = m µ V = 2, V =1,37x10-7 Le volume V du fil est de 1,37x 10-7 m 3. Je calcule la longueur L du fil : L = V ( xr 2 ) L = 1,37x 10-7 (3,14 x ) L = 43727,9 La longueur du fil est de 43727,9m 43,7 km Exercice n 19 p Calculons la masse m totale de laiton nécessaire : m = 15 x 35 m = 525 La masse totale de laiton nécessaire est de 525 g. Calculons la masse de cuivre nécessaire : 525x85/100 = 446,25 La masse de cuivre nécessaire est de 446,25g. Calculons la masse de zinc nécessaire : ,25 = 78,75 La masse de zinc nécessaire est de 78,75g. 2. Calculons le prix d un kilogramme d alliage : 40 x 85/ x 15/100 = 36,7 Le prix d un kilogramme d alliage est de 36,7 euros soit 0,0367 euros le gramme.

6 3. Calculons le prix de l alliage pour une statuette : 0,0367 x 35 1,3 Le prix de l alliage pour une statuette est de 1,3 euros. Exercice n 21 p Les graphiques A et C sont des fusions car la température augmente. Les graphiques B et D sont des solidifications car la température diminue. 2. Les graphes A, B et D sont des métaux purs car les paliers horizontaux sur les courbes sont caractéristiques des corps purs. 3. Le graphe C est un alliage car la courbe ne présente pas de palier horizontal. 4. Identifions les métaux grâce aux températures de changements d états : Graphe A :aluminium car le palier est proche de 660 C. Graphe B :argent car le palier est proche de 960 C. Graphe C : impossible à définir car pas de palier. Graphe D : zinc car le palier est proche de 420 C. Exercice n 24p Quand le temps = 10 minutes, le métal est encore solide.

7 Activité 2 p Entre 15 et 40 minutes, il y a le changement d état (la fusion) qui se réalise. 4. Le palier est à 660 C donc il s agit d aluminium. 1. Quel adjectif se rapporte à l'éthymologie du mot atome? L'éthymologie du mot atome se rapporte à l'adjectif «insécable», atomos en grec. Cette définition est-elle encore valable? Cette définition est valable pour les réactions chimiques classiques où seules les liaisons entre atomes se cassent. En revanche, depuis le 20 ème siècle, on sait qu il existe des réactions nucléaires où les atomes sont «cassés», ce qui provoque de la radioactivité. 2. Qu'y a-t-il entre le noyau et les électrons? Entre le noyau et les électrons, il y a du vide. 3. Comparer les quantités d'électricité à l'intérieur du noyau et dans le cortège électronique des trois atomes modélisés. En déduire la nature électrique des atomes. Les quantités d'électricité à l'intérieur et à l'extérieur du noyau sont les mêmes pour chaque atome. Les charges négatives compensent donc les charges positives d'un atome, il est neutre électriquement. 4. Comment se distinguent des atomes différents? Chaque atome a un nombre de charges positives différent. On l appelle le numéro atomique. Il est donné dans la classification périodique. 5. Décrire le modèle actuel de l'atome. Un atome est constitué d'un noyau chargé d'électricité positive (protons) et d'électrons (charge négatives) en mouvement autour du noyau.

8 Exercice n 2 p Le centre d'un atome contient un noyau de charges positives : les protons. 2. Dans l'espace autour du noyau, on trouve les électrons : charges négatives. 3. Le nombre de charges positives est égal au nombre de charges négatives. 4. Le nombre de charges positives doit être égal au nombre de charges négatives car l'atome doit être neutre électriquement. 5. Un atome se distingue par son numéro atomique qui indique le nombre de protons.(voir classification). 6. Cet atome possède 12 protons, c'est un atome de magnésium. Tableau de conversions de longueurs pm = picomètre = 0, m =10-12 m Å = angström = 0, m =10-10 m nm = nanomètre = 0, m = 10-9 m µm = micromètre = 0, m = 10-6 m fm = femtomètre = 0, m =10-15 m

9 Exercice n 4 p Les atomes ont un diamètre de l ordre du dixième de nanomètre c'est-à-dire l angström (l atome d hydrogène a un diamètre de 1 Å). 2. Le noyau des atomes est constitué de charges positives, il contient autant de charges positives qu il y a d électrons autour de lui et est fois plus petit que l atome. Exercice n 5 p Calculons le rapport entre le diamètre de l'atome et le diamètre de son noyau : 1,06 x / 2,4 x , x Le diamètre de l'atome est environ fois plus grand que le diamètre du noyau. 2. Calculons le diamètre de l'atome si le diamètre du noyau était de 6,5cm : 6,5 x = = 2,86 x 10 5 Le diamètre de l'atome serait alors de cm soit 2,86 km. Exercice n 7 p 44 Calculons le diamètre du noyau : 0,3 / = 2 x 10-6 Le diamètre de son noyau est de 2x10-6 nm = 0, nm = 2 femtomètre. On peut aussi convertir : 0,3nm = fm. Calculons le diamètre du noyau : / = 2 Le diamètre du noyau est de 2 femtomètres

10 Exercice n 14 p 46 Nom de l'atome azote aluminium or zinc Symbole de l'atome N Al Au Zn Nombre de charges positives dans le noyau Nombre d'électrons autour du noyau Exercice n 5p30 1. On reconnaît le cuivre sur la photo à l œil nu par sa couleur. 2. Les masses et les valeurs des pièces ne sont pas proportionnelles car une pièce de 2 centimes devrait alors peser 4,6g. 3. La masse des trois pièces fait : 3 x 2,3 = 6,9g Avec cette masse, on pourrait avoir une pièce de 2 centimes et une pièce de 5 centimes.