Décrire un système thermodynamique : exemple du modèle du gaz parfait

 Publié le February 21, 2021  |  11 minutes  |  2140 mots  |  David Latreyte

Le langage de la thermodynamique Système On désigne ainsi l’objet d’étude ; il s’agit en général d’un système matériel, une « portion d’Univers ». Le système est défini par séparation avec le reste de l’Univers appelé le milieu extérieur. Un système thermodynamique est plus riche qu’un système mécanique ; il ne peut généralement pas être uniquement décrit, après modélisation, par un simple ensemble de paramètres géométriques : positions, vitesses, orientations, … des constituants. [Lire]

Une transformation forcée, l'électrolyse

 Publié le February 8, 2021  |  9 minutes  |  1837 mots  |  David Latreyte

Transformations forcées Changer le sens d’évolution d’une transformation Manipulation Sous la hotte, on introduit dans un tube à essai, $\pu{4 mL}$ d’une solution aqueuse $S$ de dibrome $\ce{Br2 (aq)}$ à $\pu{0,01 mol.L-1}$ et quelques tournures de cuivre métallique $\ce{Cu (s)}$. On laisse le système évoluer pendant quelques minutes et on observe. La coloration de la solution change : initialement jaune, elle devient vert. Dans deux tubes à essai $A$ et $B$ contenant $\pu{0,5 mL}$ de cyclohexane, on introduit, dans le tube $A$, $\pu{1 mL}$ de $S$ et, dans le tube $B$, $\pu{1 mL}$ du mélange après réaction. [Lire]

Électrolyse, une introduction

 Publié le February 6, 2021  |  3 minutes  |  554 mots  |  David Latreyte

Lors de cette séance, on va montrer que la circulation d’un courant électrique, imposée par un générateur de tension continue, peut forcer le système chimique à évoluer dans le sens opposé au sens spontané d’évolution. Électrolyse d’une solution de chlorure d’étain Manipulation Introduire dans le tube à essais en $U$ une solution de chlorure d’étain (II), $\ce{Sn^{2+} (aq) + 2 Cl^- (aq)}$ à $\pu{1 mol.L-1}$, acidifiée à l’acide chlorhydrique. Relier deux électrodes de graphite aux bornes d’un générateur de tension continue. [Lire]

pH et milieux biologiques

 Publié le January 31, 2021  |  3 minutes  |  505 mots  |  David Latreyte

De nombreux phénomènes biologiques ne peuvent se produire que dans des milieux de pH bien déterminé. Ainsi dans l’organisme humain, certaines fonctions ne sont correctement assurées que pour des valeurs bien précises du pH. Documents pH du sang Le pH du sang humain est voisin de 7,4. Il varie très peu : le sang constitue une solution tampon. Certains couples acide/base jouent un rôle essentiel dans la régulation du pH du sang. [Lire]
Constante d'équilibre  pKa  pH  Domaine de prédominance 

L'acide benzoïque, un conservateur alimentaire

 Publié le January 30, 2021  |  4 minutes  |  648 mots  |  David Latreyte

L’objectif de ce travail est la détermination de l’avancement final d’une transformation non totale à l’aide d’un langage de programmation. Documents L’acide benzoïque, de formule chimique $\ce{C6H5COOH}$ est un acide carboxylique aromatique dérivé du benzène. Il est utilisé comme conservateur alimentaire et est naturellement présent dans certaines plantes. C’est par exemple l’un des principaux constituants de la gomme benjoin, utilisée dans des encens dans les églises de Russie et d’autres communautés orthodoxes. [Lire]
Constante d'équilibre  pKa  pH  Domaine de prédominance 

Tracé d'un diagramme de distribution à l'aide du langage Python

 Publié le January 30, 2021  |  1 minutes  |  206 mots  |  David Latreyte

L’objectif de ce document est de tracer les diagrammes de prédominance de quelques couples acide/base. Cas d’un monoacide (ou d’une monobase) Données $\text{pK}_a(\ce{NH4^+/NH3}) = \pu{9,24}$ ; $\text{pK}_a(\ce{CH3CO2H/CH3CO2^-}) = \pu{4,70}$. On introduit un acide faible à la concentration $C$ dans une solution dont on peut faire varier le pH. Rappeler l’expression de la constante d’acidité $K_a$ d’un couple $\ce{AH/A-}$. À l’aide d’un tableau d’avancement, déterminer la relation qui existe, quel que soit l’avancement de la transformation, entre les grandeurs $C$, $[\ce{AH}]$ et $[\ce{A-}]$. [Lire]
Constante d'équilibre  pKa  pH  Domaine de prédominance 

Étude d'une pile électrique

 Publié le January 25, 2021  |  2 minutes  |  377 mots  |  David Latreyte

L’objectif de cet exercice est l’étude de la pile cuivre – argent, réalisé à l’aide de solutions de nitrate d’argent $(\ce{Ag+ (aq) + NO3^- (aq)})$ et de sulfate de cuivre $(\ce{Cu^{2+} (aq) + SO4^{2-} (aq)})$. Données Faraday : $1 {\cal F} = \pu{96,5e3 C.mol-1}$ ; Masses molaires : $M(\ce{Cu}) = \pu{63,5 g.mol-1}$ ; $M(\ce{Ag}) = \pu{108,0 g.mol-1}$ ; $C^o = \pu{1,0 mol.L-1}$. Étude descriptive de la pile Afin de déterminer expérimentalement le pôle positif de la pile, on branche en série une résistance $R$ et un ampèremètre. [Lire]
Pile  Pont salin  Oxydoréduction  Transfert direct d'électrons  Transfert indirect d'électrons  Capacité d'une pile  Anode  Cathode  Pont salin 

Réalisation d'une pile nickel/zinc

 Publié le January 25, 2021  |  3 minutes  |  495 mots  |  David Latreyte

On réalise une pile formée à partir des couples $\ce{Ni^{2+}/Ni}$ et $\ce{Zn^{2+}/Zn}$. Chaque solution a pour volume $V = \pu{100 mL}$ et la concentration initiale des ions positifs est $C = \pu{5,0e-2 mol.L-1}$. Pour la réaction d’équation : $$ \ce{ Ni^{2+} (aq) + Zn (s) <=> Ni (s) + Zn^{2+} (aq) } $$ la constante d’équilibre vaut : $K = 10^{18}$. Données $M (\ce{Zn}) = \pu{65,4 g.mol-1}$ ; $M(\ce{Ni}) = \pu{58,7 g. [Lire]
Pile  Pont salin  Oxydoréduction  Transfert direct d'électrons  Transfert indirect d'électrons  Capacité d'une pile  Anode  Cathode  Pont salin 

Réactions entre acides et bases

 Publié le January 25, 2021  |  14 minutes  |  2806 mots  |  David Latreyte

Dans un précédent chapitre les acides et les bases ont été introduits. Il a été montré que leur réaction avec l’eau pouvait conduire à des transformations limitées ou totales. L’évolution du pH lors d’un titrage acide-base a aussi été montrée. Dans ce chapitre, on introduit les outils qui permettent de comparer entre eux les acides (ou les bases), ou qui permettent d’effectuer le bilan quantitatif des entités présentes en solution. [Lire]
Constante d'acidité  pKa  pH  Prédominance  Produit ionique de l'eau  Constante d'équilibre  Indicateur coloré  Acide aminé  Acide 𝛼-aminé  Domaine de prédominance