Activité : Du sodium dans l`eau et du sodium dans l`huile
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Notions et contenus Compétences attendues Espèces chimiques, corps purs et mélanges. Un modèle de l’atome. Noyau (protons et neutrons), électrons. Nombre de charges et numéro atomique Z. Nombre de nucléons A. Charge électrique élémentaire, charges des constituants de l’atome. Électroneutralité de l’atome. Éléments chimiques. Isotopes, ions monoatomiques. Caractérisation de l’élément par son numéro atomique et son symbole. Répartition des électrons en différentes couches, appelées K, L, M. Répartition des électrons pour les éléments de numéro atomique compris entre 1 et 18. Les règles du « duet » et de l’octet. Application aux ions monoatomiques usuels. Extraire et exploiter des informations concernant la nature des espèces chimiques citées dans des contextes variés. Connaître la constitution d’un atome et de son noyau. Connaître et utiliser le symbole AZX. Savoir que l’atome est électriquement neutre. Connaître le symbole de quelques éléments. Savoir que le numéro atomique caractérise l’élément. Mettre en oeuvre un protocole pour identifier des ions. Dénombrer les électrons de la couche externe. Connaître et appliquer les règles du « duet » et de l’octet pour rendre compte des charges des ions monoatomiques usuels. Activité : Du sodium dans l’eau et du sodium dans l’huile Objectifs : - connaître les règles du duet et de l’octet - les appliquer pour expliquer l’existence dans la nature d’ ions monoatomiques Les effets du sodium sur l’organisme : (ref wikipedia) Le sodium sert à réguler les liquides corporels et la tension artérielle ; il assure le bon fonctionnement des muscles et des nerfs. On estime à 1 500 mg par jour la quantité de sodium requise pour favoriser la santé chez l'adulte. Son l'abus peut entraîner une hypertension qui augmente le risque d'accident vasculaire cérébral, de maladie cardiaque ou rénale. Le sodium de l’eau minérale se conserve bien dans l’eau. Le sodium de cette boîte est conservé dans l’huile. Questions : 1. Pourquoi le sodium de la boîte est-il conservé dans l’huile ? Argumentez votre réponse en proposant une expérience. 2. Le sodium de l’huile est-il le même que le sodium de l’eau minérale? 3. Le sodium de la solution résultant de la réaction avec l’eau est-il le même que le sodium de l’eau minérale ? Conclusion : L’élément sodium de la boite est du métal sodium : il est sous forme d’atomes de sodium, Na L’élément sodium dans l’eau minérale est sous forme d’ions sodium. Sous sa forme atomique l’élément sodium est plus réactif que l’ion sodium : on dit qu’il est moins stable sous sa forme atomique que sous sa forme ionique. Comment peut-on expliquer la plus grande stabilité du sodium ionique par rapport au sodium atomique ? Pour répondre à cette question, aidons du texte suivant « Lettre à Monsieur Hélium et sa famille ». « Cher Monsieur Hélium, Nous vous invitons à venir participer, avec votre famille, à l’assemblée générale des éléments chimiques. Vous viendrez accompagné de vos frères Néon, Argon, Krypton, et Xénon. Comme vous êtes tous mauvais conducteurs, une limousine viendra vous chercher. A l’issu de la réunion, vous vous verrez remettre le Grand Prix de la stabilité. En effet, les états de service de votre famille constituent un cas unique parmi les éléments chimiques : vous êtes les seuls éléments à rester sous forme atomique. Quelque soit votre entourage, vous n’intervenez pratiquement jamais dans les réactions chimiques. On vous dit inertes et on vous envie notre stabilité. De nombreux éléments tentent de vous ressembler en adoptant ou en abandonnant des électrons. Pour tout cela, on vous appellera les ‘’gaz nobles’’. Si vous êtes chimiquement inertes, vous intervenez en revanche dans de deux nombreux domaines de la physique. Vous, Monsieur Hélium, êtes très léger comme Hydrogène, contrairement à lui, vous n’êtes pas explosif; on vous utilise pour gonfler les dirigeables. Vous avez pris la place de Monsieur Azote dans les bouteilles de plongée sous marine pour former avec Monsieur Oxygène, un mélange moins dangereux pour la respiration. On vous a longtemps qualifié de rare, mais aujourd’hui on sait que vous, Hélium, êtes après Hydrogène l’élément chimique le plus courant dans l’Univers notamment dans le soleil. Vos frères sont très présents dans notre quotidien . On vous trouve dans les tubes ‘‘Néon’’ ; Argon et Krypton protègent les lampes à incandescence. Néon et Argon jouent un rôle important dans la lumière laser, source de nombreuses applications médicales et industrielles. Nous serions donc très honorés de vous accueillir et sommes impatients de vous remettre ce prix. Dans cette attente, veuillez agréer l’expression de nos meilleurs sentiments. » L’association des éléments chimiques Questions Des éléments particuliers… 1. Citer les éléments la famille des gaz nobles, chercher leur symbole et leur numéro atomique 2. Pourquoi les appelle-t-on des gaz nobles? 3. D’après le texte, quelle est la particule de l’atome qui influe sur leur stabilité chimique ? 4. Ecrire la formule électronique des trois premiers atomes de gaz noble nom N° atomique Formule électronique 5. a. Distinguer les électrons associés à la couche interne et ceux associés à la couche externe b. Combien d’électrons externes ont-ils ? 6. Comment les autres éléments vont-ils chercher à leur ressembler ? 7. Que deviendront alors les atomes de ces éléments ? Et l’élément sodium ? Dans le début de l’activité nous avons découvert que l’élément Sodium est plus stable sous la forme d’ions sodium que sous la forme d’atomes de sodium. 7. Ecrire la formule électronique de l’atome de sodium 8. a. D’après vous à quel gaz noble, l’élément sodium va –t-il chercher à ressembler ? b. Selon vous que va faire l’atome de sodium pour ressembler à ce gaz noble ? Que devient-il alors ? APPLICATION : L’élément fluor du dentifrice existe-il sous forme d’atomes ou sous forme d’ions ?
