TP : Chimie Physique par

TP : Chimie Physique par : Dr RAHIM Oumelkheir
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TP : Chimie Physique

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La Chimie Physique
La chimie physique est l’étude des bases physiques des systèmes chimiques et des
procédés. En particulier, la description énergétique des diverses transformations fait
partie de la chimie physique. On y trouve des disciplines importantes comme la
thermodynamique, la cinétique chimique, la mécanique statistique, la
spectroscopie et l’électrochimie.
Sont comptés parmi les phénomènes que la chimie physique essaie d'expliquer :
1. les forces intermoléculaires qui déterminent les propriétés physiques des
matériaux, telles la déformation plastique des solides et la tension superficielle
des solides ;
2. la cinétique chimique et la vitesse de réaction ;
3. les propriétés des ions et la conductivité électrique des matériaux ;
4. la chimie des surfaces et l'électrochimie des membranes ;
5. l'interaction entre corps en fonction des quantités de chaleur et de travail d'une
force (la thermodynamique) ;
6. le transfert de chaleur entre un système chimique et son environnement lors
d'une transition de phase ou d'une réaction chimique (la thermochimie) ;
7. les propriétés colligatives et leur emploi pour déterminer le nombre de
particules en solution ;
8. les nombres de phases, composantes et de degrés de liberté peuvent être reliés
selon la règle des phases de Gibbs ;
9. l'électrochimie et les piles électriques.
Histoire de la chimie physique
L'appellation « chimie physique » a été probablement utilisée pour la première fois
par Mikhail Lomonosov en 1752, quand il présenta un cours intitulé « Cours de vraie
chimie physique » (russe : « Курс истинной физической химии ») devant les
étudiants de l'Université d'État de Saint-Pétersbourg.
Les fondements de la chimie physique furent posés en 1876 par Josiah Willard Gibbs
après la publication de l'article On the Equilibrium of Heterogeneous Substances, qui
contient les bases théoriques de la chimie physique comme les potentiels chimiques
ou l'enthalpie libre.
Le premier périodique scientifique pour les publications en chimie physique fut le
Zeitschrift für Physikalische Chemie, fondé en 1887 par Wilhelm Ostwald et Jacobus
Henricus van 't Hoff. L'un et l'autre étaient, avec Svante August Arrhenius, des
personnalités reconnues de ce domaine à la fin du XIXe début du XXe siècle. Tous
trois obtinrent d'ailleurs le prix Nobel de chimie entre 1901 et 1909.
Les développements au XXe siècle comprennent l'application de la physique
statistique aux systèmes chimiques, ainsi que la recherche sur les colloïdes et la
science des surfaces, à laquelle Irving Langmuir a fait nombreuses contributions. Une
autre étape importante fut l'application de la mécanique quantique en chimie pour

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donner naissance à la chimie quantique, où Linus Pauling fut un des pionniers. Les
avances théoriques ont accompagné les avances aux méthodes expérimentales, surtout
l'emploi des différentes méthodes de spectroscopie moléculaire telles la spectroscopie
infrarouge, la spectroscopie rotationnelle (dans la région des micro-ondes où de
l'infrarouge lointain), la résonance magnétique nucléaire (RMN) et la résonance
paramagnétique électronique (RPE).
Référence
Josiah Willard Gibbs, 1876, On the Equilibrium of Heterogeneous Substances,
Transactions of the Connecticut Academy of Sciences
Voir aussi la liste des revues scientifiques de chimie physique
 Chimie quantique
 Thermochimie
 Thermodynamique
 Premier principe de la thermodynamique
 Second principe de la thermodynamique
 Troisième principe de la thermodynamique
 Thermodynamique statistique
 Mécanique statistique
 Gaz parfait
 Théorie cinétique des gaz
 Cinétique chimique
 Changement d'état et Équilibre de phase
 Électrochimie et Solution
 Résonance magnétique
 Transition électronique
 Radiochimie
 Radioactivité et Isotope
 État solide
 Symétrie moléculaire
 Structure et spectre atomique
 Propriétés thermodynamiques des composés chimiques
 Propriétés des gaz
 Interactions atomiques et moléculaires
 Structure moléculaire
 Spectre moléculaire. Les spectres de rotation et de vibration.
 Techniques de diffraction
 Propriétés électriques et magnétiques des molécules
 Science des surfaces
 Phénomènes de transport

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SOMMAIRE
TP11 : Alkanes and Alkenes ……………………………………………Page 04
TP12 : Tests de flame…………………………………………………… Page 04
TP21 : Loi de Charles………………………………………………….. Page 05
TP22 : La méthode Dumas(la loi des gaz parfaits) ………………… Page 07
TP31 : La Chaleur Massique ………………………………………... Page 09
TP32 : La chaleur de neutralisation………………………………….. Page10
TP41 : Comparing soluilites using precipitation Réaction …………. Page 13
TP42 : Relative Reactivities of Common Metals …………………. Page 14
TP51 : La Cinétique d’une Réaction Redox ………………………. Page 16
TP52 : Une Pile électrochimique …………………………………… Page 18
TP61 : Les liaisons …………………………………………………. Page 20
TP62 : Les spectrophotomètres … ………………………………… Page 24
TP71 : La cristallisation fractionnée ………………………………Page 26
TP72 : Distilation du pétrole bru t ……………………………… Page27

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TP11 :Alkanes and Alkenes
Introduction
This activity compares the reactions of alkanes and alkenes with bromine water.
Bromine reacts with the double bond to make a di-bromo-alkane.
Procedure
In this procedure we will do the following:
Step 1.
Add 5 mL of bromine water to two test tubes, and record its colour.
[One way to do this is to click on the picture of the test tubes 2 times. Right click on
each test tube and choose chemical. Select the chemical and the volume for each]
Step 2.
Add about 5 mL of cyclohexane to one test tube and 5 mL of cyclohexene to the other
test tube.
Step 3.
Compare the resulting appearances.
Also use the Chemical Properties function [right click on the resulting chemical] to
find the substances present in each test tube.
Observations
The cyclohexane appeared to ………… compared to the cyclohexane which appeared
to ….
A relevant chemical equation is…
TP12 : Tests de flamme
Introduction
Tests de flamme
Description : De petites quantités de différents sels sont brûlées dans la flamme d’un
bec Bunsen.
Le sodium donne une flamme orange, le potassium une flamme pourpre/bleue, le
baryum une flamme verte, et le lithium une flamme rouge.
Concept : Quand un élément est brûlé, ses électrons sont excités. Au moment où ces
électrons passent d’un niveau d’énergie à un autre, ils émettent des photons de
lumière. Ces photons auront différentes couleurs selon l’élément et leurs niveaux
discrets d’énergie. C’est-à-dire que la lumière sera émise à différentes longueurs
d’ondes de lumière (couleurs) quand les électrons de différents éléments passent d’un
niveau d’énergie élevé à un niveau d’énergie plus bas. Chaque élément possède son
propre ensemble de niveaux d’énergie et, par conséquent, chacun aura sa propre
couleur ou ensemble de couleurs.
Matériaux :
 Chlorure de sodium (orange)
 Chlorure de potassium (pourpre/bleu)
 Chlorure de lithium (rouge)