PARTIE A : LA CHIMIE, SCIENCE DE LA TRANSFORMATION DE LA MATIERE 13 semaines

CHAPITRE 3 : LA CHIMIE DES MATERIAUX I Le pH Définition - Mesure Echelle de pH Evolution du pH avec la dilution Les acides et les bases II Réaction du fer avec l’acide chlorhydrique III La pile électrochimique

REACTIF(S)  PRODUIT(S) RAPPEL L’équation-bilan est l’écriture d’une réaction chimique. Elle s’écrit toujours sous la forme (en utilisant les symboles et formules adéquats) : REACTIF(S)  PRODUIT(S) Exemple : H2 + O2  H2O

I Le pH 1. Définition Le pH est un nombre réel compris entre 1 et 14 inclus qui rend compte de la concentration des ions oxonium (ou hydroxyde) dans une solution aqueuse. Rappel : Ions hydroxyde HO- Ions oxonium H3O+ Le pH peut se mesurer avec du papier pH ou un pHmètre.

2. Echelle de pH SOLUTION NEUTRE SOLUTION ACIDE SOLUTION BASIQUE pH 7 7 14

pH < 7 : la solution est acide pH < 7 : la solution est acide. La concentration des ions H3O+ est supérieure à celle des ions HO- Exemple : coca-cola, jus de citron, vinaigre… pH = 7 : la solution est neutre. La concentration des ions H3O+ est égale à celle des ions HO- Exemple : eau d’Evian… pH > 7 : la solution est basique. La concentration des ions H3O+ est inférieure à celle des ions HO- Exemple : Eau de javel, eau savonneuse… Echelle de pH bis 3) Echelle de pH

3. Evolution du pH avec la dilution VOIR TP – le pH Plus on dilue une solution acide, plus la valeur du pH augmente. Plus on dilue une solution basique, plus la valeur du pH diminue. Plus on dilue une solution aqueuse, plus son pH tend vers la valeur 7 (celle de l’eau pure)

4. Les acides et les bases Un acide est une solution ionique qui contient plus d’ions oxonium que d’ions hydroxyde. Une base est une solution ionique qui contient plus d’ions hydroxyde que d’ions oxonium. Les acides et les bases sont des produits dangereux (voir pictogramme de sécurité), à manipuler avec précaution. Hautement toxique Ex l’acide fluorique Caustique Ex l’acide chlorhydrique, la soude

Nom scientifique Nom courant Formule H+ + Cl- H+ + SO42- Na+ + HO- A SAVOIR ! Nom scientifique Nom courant Formule Acide chlorhydrique «  H+ + Cl- Acide sulfurique H+ + SO42- Hydroxyde de sodium La soude Na+ + HO-

II Réaction du fer avec l’acide chlohydrique VOIR TP – Réaction entre le fer et l’acide chlorhydrique

III La pile électrochimique MANIP : Réaction entre le zinc en poudre et le sulfate de cuivre Sulfate de cuivre Thermomètre Poudre de zinc Qu’observe-t-on ? A quelle conversion d’énergie assiste-t-on ?

VOIR TP : La pile Daniell La pile : déf VOIR TP : La pile Daniell Les espèces chimiques présentes dans une pile contiennent de l’énergie chimique dont une partie est transformée sous d’autres formes d’énergie lorsqu’elle fonctionne. L’énergie mise en jeu dans une pile provient d’une réaction chimique : la consommation des réactifs entraine l’usure de la pile.

Histoire de la pile 1 Un peu d'histoire Alessandro Volta 1745 - 1827 C’est Volta qui invente la pile début XIXe mais…

…on doit à Leclanché la pile bâton que l’on utilise aujourd’hui. Histoire de la pile 2 Georges Leclanché Ingénieur français 1839-1882

Coupe d’une pile

Histoire de la pile 3 La pile de Bagdad -200 av JC !! électrolyte Cylindre de cuivre Barre de fer