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TP1 : PRISE DE CONTACT AVEC LA CHIMIE 1. DANGERS AU LABORATOIRE - Blouse - Chau

TP1 : PRISE DE CONTACT AVEC LA CHIMIE 1. DANGERS AU LABORATOIRE - Blouse - Chaussures fermées - Lunettes (attention lentilles) - Gants Les risques et les toxicités des différents réactifs et solvants Cf. Les fiches de toxicologie - Rappel sur les étiquetages - Ne pas jeter les solvants 2. LE MATERIEL Les éléments d’un laboratoire, Intérêt de chacun des éléments. 3. DEFINITIONS Solvant : Un solvant est un liquide qui a la propriété de dissoudre et de diluer d'autres substances sans les modifier chimiquement et sans lui-même se modifier. Le terme solvant organique se réfère aux solvants qui sont des composés organiques qui contiennent des atomes de carbone. Habituellement, les solvants ont une température de fusion faible et s'évaporent facilement. Les solvants permettent de dissoudre les réactifs et d'amener les réactifs à se toucher. Ils ne réagissent pas chimiquement avec le composé dissout : ils sont inertes. Les solvants peuvent aussi êtres utilisés pour extraire les composés solubles d'un mélange, l'exemple le plus commun étant l'infusion de thé dans de l'eau chaude. Les solvants sont souvent des liquides transparents avec une odeur caractéristique. La concentration d'une solution est la quantité de composé dissous dans un certain volume de solvant. Pour les solutions liquides (phase uniforme liquide contenant plusieurs espèces chimiques), si l'une des espèces est très largement majoritaire (au moins un facteur 100), on l'appelle le solvant. C'est le cas de l'eau pour les solutions aqueuses (par exemple une solution aqueuse de sulfate de cuivre : l'eau est le solvant et les ions sulfate et cuivre(II) les solutés). Réactif : Lors d'une réaction chimique, un réactif est une espèce chimique, présente dans le système réactionnel, qui tend à diminuer au cours du temps : les réactifs sont consommés, leurs atomes se réarrangent pour former de nouvelles molécules, les produits de cette réaction. En d'autres termes, les réactifs sont consommés par la réaction chimique, alors que les produits sont formés. Masse : La masse est une propriété physique d'un objet qui mesure la quantité de matière et d'énergie contenus dans cet objet. Contrairement au poids d'un objet, la masse d'un objet reste constante quel que soit l'altitude d'un objet sur terre, et en général quelle que soit sa position dans l'univers. L'unité de base de la masse est le kilogramme (kg) et non pas le gramme (g). On utilise également la tonne égale à 1 000 kg et l'unité de masse atomique. Masse moléculaire : La masse moléculaire est le rapport entre la masse d'une molécule et l'unité de masse des atomes : uma (équivalente à 1/12 de la masse d'un atome de carbone 12). Elle peut être obtenue par l'addition de la masse atomique de chaque atome de la molécule multipliée par leur indice numérique dans la formule brute ou mesurée expérimentalement par spectrométrie de masse. La masse molaire est équivalente à autant de g qu'il y a d'unités dans la masse moléculaire. Masse molaire : La masse molaire est la masse d'une mole d'un composé chimique exprimée en grammes par mole (g·mol-1 ou g/mol). Cette relation se traduit ainsi : n = m/M avec : n : le nombre de moles ; m : la masse en grammes ; M : la masse molaire en grammes par mole. Le tableau périodique des éléments peut être lu de deux façons : il donne soit la masse de chaque atome en unité atomique soit la masse d'une mole d'un atome. Cette dernière utilisation est la plus utilisée pour le calcul de la masse molaire à partir de la formule brute en multipliant les coefficients de chaque atome par sa masse molaire. Masse volumique : Pour toute substance homogène, le rapport de la masse m correspondant à un volume V de cette substance est indépendante de la quantité choisie : c'est une caractéristique du matériau appelée masse volumique: ρ = m/V Densité : La densité est un nombre sans dimension, égal au rapport d'une masse d'une substance homogène à la masse du même volume d'eau pure à la température de 3,98 °C. Par définition, la densité de l'eau pure à 3,98 °C est égale à 1 ; la valeur de la densité permet de déterminer la flottabilité d'un matériau dans de l'eau pure : si cette valeur est inférieure à 1 (celle de l'eau), un bloc de matériaux flottera (puisqu'à volume égal, il subira immergé dans l'eau une poussée supérieure à son propre poids). La définition de la densité permet sa mesure en laboratoire. Elle peut aussi se calculer en divisant la masse volumique de la substance par 1 000 kg/m3, masse volumique de l'eau pure à 3,98 °C. Volume : Le volume se mesure en mètre cube dans le système international. On utilise fréquemment le litre, notamment pour des liquides. V le volume Point de fusion : Le point de fusion d'un corps représente la température à laquelle coexistent son état solide et son état liquide. Le point de fusion est une constante d'une substance périodique des éléments. Elle est habituellement calculée sous pression atmosphérique normale (1 atmosphère). Il est donc possible, en connaissant son point de fusion, de déterminer la nature d'une substance. Point d’ébullition : La température de vaporisation est la température à laquelle un matériau passe de l'état liquide à l'état de vapeur. pH : En chimie, le pH mesure l'activité de protons (H+) solvatés. Notamment, en solution aqueuse, ces protons sont présents sous la forme de l'ion oxonium (également, et improprement, appelé hydronium). Le pH mesure l'acidité ou la basicité d'une solution. Le pH au quotidien : Substance pH approximatif Acide chlorhydrique molaire 0 Drainage minier acide (DMA) <1,0 Batterie acide <1,0 Acide gastrique 2,0 Jus de citron 2,4 Cola 2,5 Vinaigre 2,9 Jus d'orange ou de pomme 3,5 Bière 4,5 Café 5,0 Thé 5,5 Pluie acide < 5,6 Lait 6,5 Eau pure 7,0 Salive humaine 6,5 – 7,4 Sang 7,34 – 7,45 Eau de mer 8,0 Savon 9,0 à 10,0 Ammoniaque 11,5 Hydroxyde de calcium 12,5 Hydroxyde de sodium molaire 14,0 Un acide est une espèce chimique capable de céder un proton H+. Une base est une espèce chimique capable de capter un proton H+. pKa : Constante d'acidité d'un couple acide-base dans l'eau. A tout couple acide-base est associé, dans l'eau, un équilibre schématisé par : Acide + H2O = base + H3O+ Et une constante d'acidité Ka qui satisfait à la relation : [base]*[H3O+]/[acide] = cte = Ka La valeur de Ka est caractéristique du couple acide-base ; elle ne dépend que de la température ; elle est indépendante de l'existence d'autres espèces chimiques en solution. * En utilisant le pKa du couple, la relation précédente s'écrit : pH = pKa + log [base]/[acide] L'égalité Ka =10 - pKa montre que pKa et Ka varient en sens contraires : pKa faible « Ka élevé pKa élevé « Ka faible Précipité : En chimie un précipité est la formation d'une phase dispersée hétérogène dans une phase majoritaire. La formation d'un précipité est la précipitation. Cela désigne en général la formation d'un cristal solide d'un sel dans un liquide. En métallurgie, cela peut en outre désigner la formation d'un cristal de composition donnée au sein d'un alliage. En météorologie, cela désigne la formation de gouttes d'eau ou de cristaux de glace dans l'atmosphère 4. APPRENTISSAGE DE LA MANIPULATION Attention : jamais d’eau dans l’acide Fabriquer une solution 100 mL d’une solution à 1 mol/L dans l’eau Fabriquer une solution de 300 mL d’une solution à 1 mol/L d’acide chlorhydrique CORRECTION DU TP DU 26/02/06 DEFINITIONS ET PREMIERES MANIPULATIONS EN CHIMIE 1. Présentation des dangers au laboratoire Rappel : la blouse est obligatoire ! Port de chaussures fermées Port de lunettes et pas de lentilles Port de gants Fiches toxicologiques : Elles sont mises à disposition lors de chaque séance de TP, les consulter avant toute utilisation de produit Les phrases de risque (R) et de sécurité (S) seront notées sur le compte-rendu. Quel sont les renseignements que vous pouvez trouver sur ces fiches ? 1 L'identification du produit chimique (nom, formule, numéro CAS…) 2 L’identification des dangers (phrases de risque R) 3 L'identification des règles de sécurité (phrases de sécurité S) 4 Les utilisations possibles de produit 5 Les propriétés physiques et chimiques du produit (stabilité et réactivité du produit) 6 Les précautions de stockage, d'emploi et de manipulation 7 Les risques d’incendie 8 Les informations concernant les pathologies / la toxicologie liées au produit 9 Les informations réglementaires relative à l’hygiène et à la sécurité au travail 10 Les informations écotoxicologues (protection de l’environnement) 11 Les informations relatives au transport 12 Toutes autres informations disponibles pouvant contribuer à la sécurité ou à la santé des utilisateurs 2. Présentation du matériel Penser à utiliser le matériel adapté à la manipulation ! - pour une mesure très précise : fiole ou pipette jaugée - pour une mesure précise : éprouvette ou pipette graduée - pour une mesure peu précise : bécher, erlenmeyer… - adapter le volume de la verrerie utilisée à la manipulation 3. Définitions Solvant uploads/Finance/ tpchimie-experimentale.pdf