1Spé – Chap 1 : La Composition d’un système initial

Partie I : La quantité de matière

 

I La concentration en masse cm

Définition en français : La concentration en masse est la masse de soluté contenu dans 1 L de solution.

Définition mathématique : (voir seconde)

cm = msoluté / Vliquide           

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II La mole

Définition : Une mole est une quantité de 6,02.1023 éléments (voir livre p 28). Ce nombre s’appelle la constante d’Avogadro. Il est noté NA .

Pour avoir la masse d’une mole d’éléments, on multiplie masse d’un élément par le nombre d’éléments contenus dans une mole (=NA éléments)

Relation mathématique correspondante :

M(1 mole d’atomes) = NA × m(1 atome)           

 

III la masse molaire M

1) Définition

C’est la masse d’une mole de l’entité concernée

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2) Formule de définition de la masse molaire.

Elle permet d’établir lune relation entre la masse d’un échantillon en gramme et sa quantité de matière en mole.

M = m / n

avec :

  • m : masse de l’échantillon (en g)
  • n : quantité de matière (en mol)
  • M masse molaire (en g/mol) ou noté (g.mol-1)

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3)  Masse molaire d’un ion

a) Définition

Un ion est obtenu à partir d’un atome ou d’une molécule auquel on a enlevé ou ajouté un ou plusieurs électrons.

b) Conséquence

La masse molaire d’un ion est donc sensiblement la même que celle de l’atome ou de la molécule dont il est issu car les électrons ont une masse 1836 fois plus petite qu’un nucléon. Ils seront donc négligés dans ce calcul.

c) Exemple de l’ion nitrate NO3 :

M(NO3) = M(N) + 3 × M(O)

M(NO3) = 14 + 3 × 16 = 62

La masse molaire vaut donc M(NO3) = 52 g.moL-1

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IV La concentration en quantité de matière

La concentration en quantité de matière C (ou Cn) peut se définir à partir de l’une des relations équivalentes suivantes (Voir définition dans le livre p 29)

C = n / V   ou    n = C × V     ou     V = n / C

Avec :

  • V : Volume de solution (liquide) en L.
  • n ; quantité de matière en mol.
  • C : Concentration en quantité de matière en mol.L-1

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IV la mole pour quoi faire ?

1° L’importance du raisonnement en mol dans une transformation chimique

Un bilan détaillé d’une réaction chimique fait apparaitre des proportions entre les molécules (échelle microscopique) ou entre les mole de molécules (échelle macroscopique)

2° Conclusion :

Ces proportions ne s’appliquent qu’aux nombres de molécules. Il faut donc utiliser les moles pour avoir une relation entre les quantités chimiques.

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VI Le volume molaire gazeux Vm(gaz)

1) Définition du volume molaire gazeux

La relation entre n (en mol),V(gaz) (en L ou en m3) et t Vm(gaz) (en L.mol-1 ou en m3.mol-1) s’écrit (voir livre p 28) :

V = n × Vm      ou        Vm = V / n      ou       n = V / Vm

Au vu des résultats de l’activité 4, on peut dire que le volume molaire Vm ne dépend pas de la nature du gaz.

Il est légitime de se poser la question du pourquoi. La réponse est apportée dans l’interprétation microscopique au paragraphe suivant.

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2) Interprétation microscopique

Sur l’image ci-dessous, observer l’occupation de l’espace par les molécules d’un gaz (ici de la vapeur d’eau)

Même si les molécules étaient 2 fois plus grosses, le volume du gaz ne va pas augmenter.

Au vu de cette image, on comprend donc que la taille ou la masse des molécules n’influencent pas le comportement macroscopique du gaz. le volume molaire sera donc identique pour tous les gaz (dans les même conditions de température et de pression).

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VII : Exemple de la métallurgie – p 24

On peut modéliser la transformation chimique qui se passe dans les haut-fourneaux par le tableau suivant. Utiliser le pour résoudre le problème p 24.

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Exercices possibles

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Sauf indication contraire, pour tous les exercices, on donne NA = 6,02 × 1023 (SI) ; Les masses molaires sont à chercher dans le tableau périodique (Voir Tube-a-essai > La réserve)

Exercice à rédiger à la maison identique à l’ex résolu n°37 – p 34

Exercices p 69 et suivantes : n° 18 – 23 – 24 – 26 – 27 – 42

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Partie II La couleur

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I Le spectre de la lumière blanche

1° Définition

La décomposition de la lumière blanche par un prisme produit un étalement des couleurs qu’on appelle « un spectre »

Ce spectre est gradué en longueur d’onde (Cf Chapitre 17 : Ondes mécaniques périodiques > I – La double périodicité d’une onde périodique)

2° Processus de vision de la couleur des objets

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II Graduation du spectre en longueur d’onde

1° Visualisation de la longueur d’onde

Cette partie sera plus détaillée dans le chap 17 sur les ondes.

2° Définition de la longueur d’onde λ

Définition en français : La longueur d’onde λ est la distance parcourue par une onde pendant 1 période T

Définition mathématique :

λ = v × T

avec :

  • v : célérité de propagation de l’onde (en m.s-1)
  • T : période du signal (en s)
  • λ : Longueur d’onde du signal (en m)

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III Synthèse additive des couleurs et couleurs complémentaires

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VII Les Opérations sur les couleurs

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VIII Filtration des couleurs

———— « Utilisation des couleurs »:—————–

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XI Couleur absorbée et couleur transmise

La couleur transmise est la couleur complémentaire de la couleur absorbée (et réciproquement)

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X L’absorbance A

1° Définition

L’absorbance évalue le pourcentage de l’intensité de lumière absorbée par rapport à l’intensité de lumière incidente.

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2° Formule :

A = I (absorbée) / I (incidente)

Il s’agit donc d’un rapport (sans unité). On pourra l’exprimé en % ou entre 0 et 1.

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Exercices possibles pour la partie 2

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Sauf indication contraire, pour tous les exercices, on donne NA = 6,02 × 1023 (SI) ; Les masses molaires sont à chercher dans le tableau périodique (Voir Tube-a-essai > La réserve)

Exercice à rédiger à la maison identique à l’ex résolu 39 – p 35

Exercices p 33 et suivantes : n° 30 – 31 – 47 – 49

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Bilan

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