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Chapitre C11 (livre p200 et p218) La cohésion des solides et leur dissolution dans un solvant Activité expérimentale et documentaire N°1 à coller I- Les.

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1 Chapitre C11 (livre p200 et p218) La cohésion des solides et leur dissolution dans un solvant Activité expérimentale et documentaire N°1 à coller I- Les solides moléculaires :

2 1-Les états de la matière et les changements détat physique (ou transformation physique) : En mouvement constant et molécules en contact. Empilement régulier et vibration autour dune position déquilibre. En mouvement constant et molécules « très éloignés ». LiquideSolideGaz

3 1-Les états de la matière et les changements détat physique (ou transformation physique) :

4 - Mesure V eau = 400 mL à température ambiante, introduis-la dans le calorimètre. - Mesure la température initiale de leau dans le calorimètre θ i = …… - Mesure la masse dun étui en plastique m 1 = ……………………… - Prélève deux glaçons dans un cristallisoir contenant de leau à 0°C. Essuie-les rapidement avec du papier absorbant, puis introduis-les rapidement dans létui à plastique. Ferme-le hermétiquement et introduis-le dans le vase du calorimètre. - Observe le contenu de létui. Lorsque le dernier cristal de glace disparaît, note la température finale θ f = ……………… - Essuie létui et pèse-le encore rempli. Note sa masse m 2 = …………… 2- Mesure de lénergie de fusion de la glace en observant la fonte dun glaçon : Calorimètre

5 3- Les forces intermoléculaires : interactions de Van der Waals et liaison hydrogène Evolution de la température de fusion On considère les éléments des lignes 2 à 5 de la classification périodique, contenues dans les colonnes 14 à 17.Tous ces éléments peuvent former des molécules avec lhydrogène. On représente le graphique température de fusion en fonction du numéro de ligne n pour chaque colonne. Les forces de Van der Waals Johannes Diederik Van der Waals, physicien néerlandais ( ), a réalisé des recherches relatives aux interactions entre les molécules. Il a obtenu le prix Nobel de physique en 1910 pour ses travaux sur les forces de cohésion à courte distance. Au sein de la matière, les nuages électroniques des atomes exercent les uns sur les autres des interactions électromagnétiques : les interactions de Van der Waals. La liaison hydrogène Dans les composés comportant des liaisons O-H, N-H et F-H, il y a possibilité détablir une « liaison hydrogène » entre un atome dhydrogène lié à un atome O, N ou F et un autre atome O, N ou F. On représente cette liaison par des pointillés entre latome dhydrogène et latome O, N ou F avec lequel il ny a pas de liaison covalente.

6 Cours : - La cohésion des solides moléculaires est assurée par : les interactions de Van Der Waals, qui sont dautant plus importantes que les molécules sont volumineuses. les liaisons hydrogène (uniquement si la molécule a des atomes O, N et F), qui sont plus fortes que les interactions de Van de Waals. - Plus les interactions intermoléculaires sont importantes, plus les températures de changement détat sont élevées. - Pendant le changement détat dun corps pur (T = C ste ), il passe à un état moins ordonné en recevant de lénergie ; il passe à un état plus ordonné en cédant de lénergie. - Un solide moléculaire est un empilement régulier de molécules dans lespace.

7 II- Les solides ioniques : Activité documentaire N°2 p202 - Un solide ionique est un empilement régulier danions (ions chargés -) et de cations (ions chargés +) dans lespace formant un ensemble électriquement neutre. - La cohésion des solides ioniques est assurée par une interaction électrostatique selon la loi de Coulomb : lattraction cation/anion lemporte sur la répulsion c/c ou a/a. Les interactions sont plus fortes pour la cohésion des solides ioniques que pour celle des solides moléculaires (θ fus (NaCl) >> θ fus (Cl 2 ) et θ éb (NaCl) >> θ éb (Cl 2 )). Cours :

8 III- La dissolution des solides : Activité expérimentale N°3 à coller 1- Dissolution dun solide ionique dans leau : de léchelle microscopique à léchelle macroscopique Dislocation (ou dissociation) Solvatation (ou hydratation) et dispersion Animation Mise en solution dun solide ionique dans leau

9 2- Dissolution dun solide ionique : concentration en soluté apporté C et concentration effective des ions [X] Schéma Consignes - Verser la coupelle dans une fiole jaugée de volume adapté avec un entonnoir. - Rincer la coupelle et lentonnoir pour entraîner tout le solide dans la fiole. - Placer une coupelle sur la balance allumée. - Appuyer sur le bouton « tare » pour afficher 0,0 g. - Peser la masse m de soluté. - Compléter jusqu'au trait de jauge avec de l'eau distillée. - Agiter en retournant complètement la fiole jaugée. - Remplir à moitié la fiole jaugée avec de leau distillée. - Boucher puis agiter jusquà dissolution complète du solide. 1234

10 Cours : A partir de léquation de dissolution dun solide ionique : C x A y (s) xC p+ (aq) + yA q- (aq) on peut définir la concentration effective en ions à partir de la concentration en soluté apporté C : [C p+ ] = n C+ = xC et [A q- ] = n A- = yC V V Pour avoir une solution électriquement neutre, on constate que [C p+ ] = x[A q- ] y

11 IV- La polarité dun solvant : Activité documentaire N°3 1- Une propriété : la polarité dune molécule 2- Représente lhydratation dun cation et dun anion. 1- Que prouve lexpérience du filet deau ou de cyclohexane ?

12 IV- La polarité dun solvant : Activité documentaire N°3 1- Une propriété : la polarité dune molécule 2- Représente lhydratation dun cation et dun anion. 3- Quelle est linteraction prédominante qui peut expliquer lorientation de la molécule deau, attractive ou répulsive ? Place des charges partielles δ + et δ – sur les molécules deau. 1- Que prouve lexpérience du filet deau ou de cyclohexane ? + - Hydratation

13 3- Quelle est linteraction prédominante qui peut expliquer lorientation de la molécule deau, attractive ou répulsive ? Place des charges partielles δ + et δ – sur les molécules deau δ-2δ- δ+δ+ δ+δ+ δ+δ+ δ+δ+ 2δ-2δ-

14 4- Comment expliques-tu les charges sur O et H à partir de lélectronégativité Χ des éléments du tableau périodique ? 5- Représente la formule de Lewis de leau et du dioxyde de carbone en tenant compte de la géométrie, place les charges partielles et les centres géométriques (isobarycentre) G + et G -. Indique si ces molécules sont polaires ou apolaires.

15 2- La solubilité dun soluté dans un solvant et la miscibilité des solvants : Activité expérimentale et documentaire N°4 p Quel est laspect du mélange dans les éprouvettes ? Que peut-on en conclure sur les solvants entre eux ? Acétate déthyle Eau Dichlorométhane Sulfate de cuivre CuSO 4 Diiode I 2 2- Dans quel solvant le sulfate de cuivre est-il très soluble ? Dans quel solvant est-il non(ou peu) soluble ? 3- Même question pour le diiode. 4- Déduis-en les solvant polaires et les solvants apolaires (non-polaires).

16 Cours : - Lélectronégativité Χ dun atome traduit sa capacité à attirer à lui le doublet délectron dun liaison dans laquelle il est engagé. - Dans une liaison A-B, si B est plus électronégatif que A, alors le doublet liant est plus proche de B que de A. Donc, B possède une charge partielle δ - et A δ +. La liaison A-B est polarisée. -Une molécule est polaire si elle possède un centre géométrique G + (isobarycentre des charges partielles δ + ) et un centre géométrique G - (charges partielles δ – ) qui ne se confondent pas. Sinon, elle est apolaire.


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