UNE DESCRIPTION MOLÉCULAIRE POUR COMPRENDRE I. QUELLE EST LA PLUS PETITE QUANTITÉ D’EAU ? Document : La taille d'une molécule d'eau Si on pouvait voyager dans l’immensément petit, on découvrirait que la matière est constituée de particules microscopiques : « les grains de matière ». Dans le cas de l’eau, ces « grains » sont des molécules d’eau. La molécule d’eau est la plus petite quantité d’eau qui puisse exister. Sa dimension est microscopique : 0,4 nm (nanomètre) soit 0,4x10-9 m. Une simple goutte d’eau contient environ 15 milliards de milliards de molécules d’eau toutes identiques. Pour représenter les molécules, les chimistes utilisent une représentation codée : le modèle moléculaire. À titre de comparaison, un cheveu a une épaisseur d’environ 100 µm et un globule rouge a un diamètre de 7 µm. Il faudrait aligner 14 globules rouges pour retrouver l’épaisseur d’un cheveu. Les globules rouges sont invisibles à l’œil nu. Ils peuvent être observés au microscope à balayage électronique. On en compte pas moins de 5 millions par millimètre cube de sang. Ces cellules, qui pour nous appartiennent déjà au domaine du microscopique sont encore immensément grandes face à une molécule d’eau.

1. Comment se nomme la plus petite particule d’eau ? La plus petite particule d’eau est une molécule d’eau. 2. Quelle est la dimension d’une molécule d’eau ? La dimension d’une molécule d’eau est de 0,4 nm 3. Peut-on la voir à l’œil nu ? On ne peut pas voir une molécule d’eau à l’œil nu. 4. Quelle est la taille d’une molécule d’eau en mètre ? L’épaisseur d’un cheveu ? Et le diamètre d’un globule rouge ? (utilise les puissances de 10)  La taille d’une molécule d’eau est de 0,4 nm soit 0,4x10-9m. L'épaisseur d'un cheveu est de 100 µm soit 100x10-6 m. Le diamètre d'un globule rouge est de 7 µm soit 7x10-6 m. 5. Combien faudrait-il aligner de molécules d’eau pour retrouver le diamètre d’un globule rouge ? Et pour retrouver l’épaisseur d’un cheveu ? Il faut aligner 17500 molécules d'eau pour retrouver le diamètre d'un globule rouge. Il faut aligner 250000 molécules d'eau pour retrouver l'épaisseur d'un cheveu

6. Imaginons que les molécules d’eau soit de ta taille (1,5 m pour simplifier), quelle serait alors le diamètre d’un globule rouge ? Et l’épaisseur d’un cheveu ? Un globule rouge aurait une taille de 26 km et 250 m. Un cheveu aurait une taille de 375 km. L’eau est constituée de molécules toutes identiques dont le modèle est le suivant :

II. INTERPRÉTATION DES 3 ÉTATS DE LA MATIÈRE DE L’EAU À l’état solide : À l’état liquide : À l’état gazeux : Le glaçon garde sa forme et son volume. L’eau coule et prend la forme du récipient qui la contient. La vapeur d’eau occupe tout le volume qui lui est offert. Observations : Les molécules sont très voisines. Elles ne sont pas libres de se déplacer. Les molécules sont en contact. Elles sont libres de se déplacer. Les molécules sont très éloignées les unes des autres. Elles sont très agitées dans tous les sens. Interprétations : L’état solide est un état compact et ordonné. L’état liquide est un état compact et désordonné. L’état gazeux est un état dispersé et désordonné. Conclusion : Schématisation :

III. QUE SE PASSE-T-IL LORS D’UN CHANGEMENT D’ÉTAT DE L’EAU ? Manipulation : Placer sur une balance de la glace dans un récipient : m1= Laisser fondre complètement la glace : m2 = Lors d’un changement d’état, la masse ne varie pas car le nombre de molécules est conservé. IV. COMMENT INTERPRÉTER LA DISSOLUTION D’UN SOLUTÉ DANS L’EAU ? 185g Eau Sucre Eau sucrée Dissolution La masse de la solution d’eau sucrée est égale à la somme des masses de l’eau et du sucre. Les molécules de sucre se séparent et se répartissent entre les molécules d’eau. La solution d’eau sucrée contient toutes les molécules présentes dans le morceau de sucre et dans l’eau avant le mélange.

Au cours d’un mélange, la masse reste constante car toutes les molécules présentes dans chaque constituant se conservent.