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Chimie 3ème ©2018 TABLE DES MATIERES TABLE DES MATIERES .......................

Chimie 3ème ©2018 TABLE DES MATIERES TABLE DES MATIERES ........................................................................... 3 Chapitre I : L’AIR ET LE GAZ .................................................................. 4 Chapitre II : L’EAU ................................................................................. 9 Chapitre III : LES HYDRO-CARBURES ................................................... 16 Chapitre V : REACTION DES SOLIDES .................................................. 24 Chapitre VI : IDENTIFICATION DES IONS ............................................. 30 Documents ayant permis d’élaborer ce support de cours ................. 35 4 Chapitre I : L’AIR ET LE GAZ Introduction L’air est un gaz qui entoure la terre, la couche gazeuse qui entoure la terre est appelée atmosphère. Cette couche à une épaisseur de 50 à 100 km. L’air est mélange d’azote (78%) d’oxygène (21%) et d’argon (1%). I- Rappel des propriétés de gaz a- Compressibilité Un gaz est dit compressible lorsqu’on peut diminuer son volume et en même temps sa pression augmente. b- Expansibilité Un gaz est dit expansible ; c’est lorsque ce gaz occupe tout le volume qui lui est offert. On peut donc dire que son volume augmente et en même temps sa pression diminue. c- Mixibilité Lorsqu’on met plusieurs gaz en présence, ils se mélangent aisément. II- Modèle du gaz a- Structure moléculaire des gaz Un gaz est formé des très petits grains des matières invisibles appelées molécules 5 b- Taille La taille de molécules est dans l’ordre de quelques dixièmes de nanomètre 1nm = 10-9 m c- Masse La masse des molécules est dans l’ordre de 10-20 kg. Par exemple, il faut 3x1023 (trois cent mille milliards) des molécules d’oxygène pour que leur masse atteigne 1g. d- Nombre Dans les conditions ordinaires de température et de pression, un litre de gaz contient 25x1021 NB : Tous les gaz étant formés de molécules, on dit lorsqu’ils ont une structure moléculaire. III- Structure dispersé des gaz Dans la condition ordinaire des températures et de pression, le volume de tous les molécules d’un gaz est appelé volume propre. Et ne représente qu’une seule partie du volume occupé par le gaz. Autrement dit, il existe beaucoup de places entre les molécules. Cette partie n’occupe rien c’est du vide. La distance moyenne entre les molécules voisines est de l’ordre de quelques nanomètres. La distance qui sépare les molécules étant grande par rapport à leur dimension, ont dit alors que les gaz ont une structure disperse. IV- Explication avec les modèles les propriétés de gaz a- Compressibilité 6 Quand on ouvre le robinet les molécules du récipient 1 envahissent le récipient 2 Les molécules du gaz (1) pénètrent dans le gaz (2) V- Structure molécule de l’air L’air est constitué des molécules extrêmement petits, espacés les uns et les autres et en perpétuel mouvement. Quand on comprime un gaz les molécules se rapprochent 7 Les molécules sont essentiellement les molécules d’azote, d’oxygène, d’argon ; leurs dimensions ne dépassent pas deux (2) à trois (3) Angstrom 1A°= 10-10 m VI- Propriété de l’air L’air est un fluide, c’est-à-dire il peut se couler et transporter par canalisation. L’air est compressible, c’est-à-dire l’espace entre ses molécules peuvent se diminuer, on obtient un volume initial. L’air est expansible, c’est-à-dire son volume peut augmenter et ses molécules peuvent occuper tous les espaces qui lui est offert. Notons que le volume de l’air peut varier mais les nombres des molécules ne changent pas. L’air est mixible, c’est-à-dire ses molécules peuvent se mélanger « se pénétrer » avec un autre gaz. L’air est pesant, un litre de l’air pèse un virgule vingt-neuf gramme (1,29g), l’air peut être liquéfié en moins de 183°c mais difficilement. VII- Analyse de l’air L’air contient en volume 78% d’azote soit en fraction 4/5 ; 21% d’oxygène soit en fraction 1/5 et 1% d’argon dans litre d’air. VIII- Masse volumique Dans les conditions normales de température et de pression, on obtient 1,299g/l ou 1,29kg/m3. Tous comme les gaz, l’air à un volume beaucoup moins danse (serrer) que le solide et le liquide. 8 IX- La pression atmosphérique Les molécules de l’air atmosphérique sont poussées vers le bas par celles qui sont au- dessus. De ce fait l’air est plus danse près du sol. La raréfaction de l’air est principale cause de la diminution de la pression atmosphérique lorsque l’altitude augmente. 9 Chapitre II : L’EAU Introduction L’eau est une source indispensable de la vie. L’eau est un produit chimique très important à cause de ses propriétés solvants. Dans la nature, l’eau existe sous trois états de matières à savoir : - Etat solide ; (glace, neige) - Etat liquide ; (mer rivière, fleuve) - Etat gazeux ; (vapeur d’eau dans l’atmosphère). - L’eau est élément le plus abondant sur la terre. I- Structure de l’eau La molécule d’eau est formée à partir de dihydrogène (H2) et d’oxygène (O). La molécule d’eau à pour formule (H2O). a- Modèle compact 10 b- modèle éclaté II- Synthèse de l’eau Remplissons une éprouvette d’un mélange bien sec constitué par deux volumes d’hydrogène et un volume d’oxygène. Quand on présente l’ouverture de l’éprouvette à une même flamme, une violente détonation se produit, et nous observons une légère buée (vapeur d’eau) une gouttelette d’eau pure sur la paroi intérieure de l’éprouvette. Cette expérience est appelée la synthèse de l’eau. a- Synthétisation de l’eau (Exothermique) Au cours de cette réaction chimique le dihydroxygène et l’oxygène se dispersent en formant de l’eau. Cette réaction dégage de la chaleur. On peut dire encore qu’elle est exothermique. b- Conclusion La réaction chimique se traduit toujours par l’écriture appelée équation bullant. 11 Dihydroxygène + dioxygène eau Réactif produit Pour écrire une équation billant d’une réaction chimique, il faut placer les coefficients nécessaires devant la formule de chaque corps. Equation billant et une réaction chimique 2H2+O2 2H2O III- Electrolyse de l’eau Définition. Electrolyse de l’eau est la composition de l’eau qui est un corps composé en l’élément simple par courant continu. 1- Expérience Réalisons les montages suivants 12 Versons l’eau distillée dans l’électrolyseur et fermons le circuit, la lampe ne s’allume pas l’ampèremètre dévie. Au sens contraire : L’eau pure n’est pratiquement pas conductrice. 2- Expérience : Ajoutons maintenant à l’eau pure quelque solution de soude (NaOH) acide sulfurique. La solution devient conductrice, la lampe et l’ampèremètre dévient dans le bon sens, de plus il apparait de billes gazeuses à la surface 3- Expérience : Recueillons les gaz ainsi formés dans deux tubes d’essai graduées et placés au-dessus de l’électrode. Nous constatons à chaque 13 instant le volume gazeux recueillit à la cathode est double de celui recueilli à l’anode. Le gaz incolore obtenu à la cathode s’en flamme en produisant un léger bruit et brule avec une flamme pâle. Il s’agit de l’hydrogène. Le gaz incolore obtenu à l’anode rallume une buchette à demi éteinte présentant un point d’incandescence : Il s’agit de l’oxygène. Equation bilan L’électrode de l’eau est une réaction chimique. Elle consiste à transformer l’eau appelée réactive en produit nouveau : l’hydrogène et oxygène équation bilan de cette réaction chimique est la suivante : Exercices Exercice 1 : l’or de l’électrode, il se dégage 24l d’hydrogène pour 18g d’eau décomposée. Ecrire l’équation bilan de la réaction chimique. Quelle masse doit- on décomposer pour obtenir à la cathode 50 cm3 d’hydrogène. Solution 1- Equation bilan de la réaction chimique 14 La masse qu’on doit décomposer est : 24l = 24000 cm3 18g x 50 = X x 24000 cm3 X = 18 g x 50 / 24000 = 90 / 2400 = 9g / 240 = 0,037g Exercice 2 : on réalise la synthèse de l’eau en faisant bruler de l’hydrogène dans l’air. - Ecrire l’équation bilan de la réaction chimique. - Sachant que la combinaison de 2,4l d’hydrogène nécessite 1,2 l d’oxygène et produit 1,8 g d’eau. Calculer la masse d’eau formée et le volume d’aire nécessaire pour la combinaison de 50 cm3 d’hydrogène. Solution 1- Ecrivons l’équation bilan 15 1- La masse d’eau obtenue 2,4 l = 2400 16 Chapitre III : LES HYDRO-CARBURES 1) Qu’est-ce qu’un hydrocarbure Un hydrocarbure est un corps composé donc, la molécule est constitué uniquement des atomes hydrogène et carbones. On retrouve les hydrocarbures dans les différents états. - Hydrocarbures solides Exemple : paraffine (cire de bougie) butine… - Hydrocarbures liquides Exemple : Essence, gazole, kérosène. - Hydrocarbures gazeux Exemple : gaz naturel 1) Les alcanes. a) Définition Les alcanes sont des hydrocarbures saturés. Leurs noms finissent par le suffixe ane, leurs formules généralement est (leurs formules générales) est : CnH2n+ 2 où n est un nombre d’atome de carbone. Quelque exemple des alcanes Le méthane : est un alcane dont la molécule est considéré d’un atome de carbone et de quatre atomes hydrogènes. Il a la forme d’un tétraèdre régulier dont l’atome de Carbonne occupe le centre et les atomes hydrogène en occupent les sommets. 17 Formule brute Formule développée CH4 - L’éthane est un atome dont la molécule est constituée de deux atomes de carbones et de six atomes d’hydrogènes. Formule brute Formule développé C2H6 La formule semi-développée Le Propane est un alcane dont la molécule est constituée de trois atomes de carbones et de huit hydrogènes. Formule brute Formule développée C3H8 18 Formule semi-développée Le uploads/Ingenierie_Lourd/ chimie-3-e.pdf