Composition de l'air

AD. Composition de l’air et masse volumique.
Chimie 6
Corps purs-Mélange
• les gaz présents dans l’air dont l’abondance en volume est supérieure à 1%.
Situation déclenchante.
Un groupe d’élèves de Font-Romeu est chargé de donner une composition approximative de l’air en
ne tenant compte que des gaz dont l’abondance en volume est supérieure à 1% et, de déterminer la
masse volumique de l’air.
Pour cela, ils se servent des documents mis à leur disposition et ils réalisent l’activité expérimentale
décrite dans les documents 1. L’expérience s’est déroulée par temps relativement humide (Hr = 0,7
ou 70%) et la température de la salle de TP était de 20°C.
Une fois l’expérience et les calculs effectués, il compare leur valeur avec celle du document 9 et
constate une différence.
Document 1. Mesure de la masse d’air.
Protocole.
1,5 litres
Document 1. Schéma de l’expérience
Document 1 bis. Composition de l’air sec
1,5 litres
de 2 litres

AD. Composition de l’air et masse volumique.
Chimie 6
Corps purs-Mélange
Document 2. Masse volumique.
La masse volumique de l'air ρ (rho) caractérise la masse d'air qui est contenue dans un mètre cube. Elle se mesure en
kilogrammes par mètre cube (kg/m3).
Document 3. Variation de la masse volumique en fonction de l’altitude.
À une altitude donnée, l'air subit une pression due à la masse de la colonne d'air située au-dessus. La masse volumique de l'air
est donc plus importante au niveau de la mer et décroît avec l'altitude.
Document 4. Variation du volume d’un gaz en fonction de la température.
Le physicien français Jacques Charles (1746-1823) a démontré qu'il existe une relation entre le volume et la température d'un
gaz. Il a établi que, à pression constante et pour une quantité de gaz donné, le volume d'un gaz varie en fonction de sa
température. Ainsi, plus la température du gaz augmente, plus son volume augmentera aussi. L'inverse est aussi vrai : si la
température du gaz diminue, son volume diminuera. Cette relation se nomme la loi de Charles.
Document 5. Humidité relative de l’air.
La plupart du temps, l'air de l'environnement terrestre est humide car il contient de la vapeur d'eau. Au voisinage du sol, la
quantité de vapeur d'eau est très variable. Elle dépend des conditions climatiques, et en particulier de la température.
L'humidité relative de l'air, ou degré hygrométrique, noté Hr est une mesure du rapport entre le contenu en vapeur d'eau de
l'air et sa capacité maximale. Ce rapport changera si on change la température ou la pression. Elle est mesurée à l'aide d'un
hygromètre.
Document 6 Masse du ballon au début et à la fin de l’expérience :
hélas, l’écran d’affichage de la balance ne fonctionne plus et il va
vous falloir choisir la valeur dans le tableau ci-dessous.
Masse du ballon gonflé (en
grammes) au début de
l’expérience
Masse du ballon (en grammes) à la
fin de l’expérience décrite dans le
document 1.
13,87
12,10
13,87
7,46
7,46
6,96
13,87
15,37
Document 7. Données diverses.
Masse du ballon totalement dégonflé : 7,46 g.
Volume du ballon gonflé : 1,5 L.
Document 8. Variation d’altitude
entre Canet plage et Font-Romeu

AD. Composition de l’air et masse volumique.
Chimie 6
Corps purs-Mélange
Masse
volumique
ρ en kg.m-3
Température θ en °C
Document 9.
Document 10.
Pression de l’air en fonction de l’altitude.

AD. Composition de l’air et masse volumique.
Chimie 6
Corps purs-Mélange
Bilan. Que retenir de cette activité ?
[COM]Un compte rendu détaillé et rédigé contenant les éléments ci-dessous est attendu.
Pensez à vous aider des documents pour répondre aux différentes étapes. Vous pouvez cocher les étapes quand
elles sont validées
Étape 1
 APP. Qu’allez-vous chercher à faire ? Vous pouvez formuler cette problématique sous forme de
questions.
Étape 2
Résolution des problèmes :
 [APP] Citez vos sources en faisant références aux documents.
Exemple de rédaction : d’après le document… je sais que… j’en déduis que…
 [REA] Répondez à la problématique 1.
 [REA] Répondez à la problématique 2.
 [ANA] Justification du choix de la masse d’air.
 [REA] Répondez à la problématique 3.
 [VAL] Conclusion : vous répondez au problème posé. Faites preuve d’esprit critique. C’est une partie très
importante de cette AD.