TP Effets thermiques Co
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Partie SPORT Ch11 Réaction chimique TP Effets thermiques Corrigé La dissolution d’un composé ionique dans l’eau s’accompagne-t-elle toujours d’un effet de froid comme dans les poches pour soigner les sportifs 1) Protocole : On réalise différents mélanges de solutions ioniques et on mesure la température du liquide avant mélange puis après mélange. Si la température augmente, la réaction sera exothermique, si elle diminue elle sera endothermique, si elle reste constante, on dit qu’elle est athermique. 2) Schéma Thermomètre Solution ionique 3) Tableau de résultats Réactif 1 Nitra d’ammonium Chlorure de sodium Chlorure de magnésium Chlorure de calcium Chlorure de potassium Nitrate de CHLOChlroru potassium RURE DE e de SODIUM sodium Réactif 2 eau Acide chlorhydrique eau eau eau eau EAU Hydroxyde de sodium Temp initiale (° C) 25.5 25.4 26.2 25.2 24.6 25.2 25.2 26.4 Temp finale(°C) 23.5 30 31.5 25.3 28.8 23.6 24.7 27.6 Exothermiques athermque exotherm- endother- Endother- exo que miques mique ou athermique Type de réaction Endother- Exothermiques mique B. Réaction entre le fer et un acide (Manipulation professeur !) On fait réagir de l’acide chlorhydrique sur du fer. Il apparait une effervescence, donc signe de dégagement gazeux. La solution prend une coloration verte. 1) Les deux espèces chimiques qui apparaissent au cours de la transformation chimique de l’acide chlorhydrique sur le fer sont le dihydrogène H2, mis en évidence par la détonation de l’allumette, et les ions fer Fe 2+ 2) Les deux tests ayant permis d’identifier ces espèces pour le dihydrogène H2, on approche une allumette enflammée, il se produit une détonation au niveau du tube à essai. Pour les ions Fe 2+, on ajoute de l’hydroxyde de sodium (Na++OH- ou soude), il se produit un précipité verdâtre. 3) Donner l’état initial et l’état final de ce système chimique. Etat initial : Fer, solide, et Acide chlorhydrique H++Cl– liquide. Etat final : Le fer a disparu, il reste de l’acide chlorhydrique et il s’est formé du dihydrogène H 2 et des ions Fe 2+ 4) Que peut-on dire des ions chlorure Cl- ? Ils sont présent au début et à la fin de la réaction, ils sont spectateurs 5) Quel est l’effet thermique associé à cette réaction chimique ? Il y a dégagement de chaleur, c’est une réaction exothermique. C. Evaporation d’un liquide et transpiration Si après une course à pied on garde sur soi un vêtement mouillé par la sueur, une sensation de froid est ressentie même en restant dans une pièce dont la température est sensiblement constante. Il en est de même pour un nageur en sortant de la piscine. Cette sensation est encore accrue si on reste dans un courant d’air. Pourquoi ? Ce phénomène physique est nommé effet cryogénique. 1) Quelle transformation physique est liée à l’effet cryogénique ? Il s’agit d’une évaporation Mise en évidence expérimentale de ce phénomène - Agiter une sonde thermométrique dans l’air et relever la température. - Refaire l’expérience en recouvrant le thermomètre d’un coton imbibé de liquide volatil tel que l’éthanol. 2) Que se passe-t-il ? Lorsqu’on agite le thermomètre, avec l’alcool, la température diminue. Expliquez le phénomène physique apparaissant dans cette dernière expérience. L’eau (ou l’alcool) a besoin de chaleur pour s’évaporer (transformation de l’état liquide en vapeur), la température diminue donc autour des gouttelettes d’eau ou d’alcool. 3) « L’évaporation d’un liquide s’effectue quand ce corps retire la chaleur donc l’énergie thermique à son propre environnement ».Il doit y avoir équilibre thermique entre la peau et l’air ambiant. Donc dans l’environnement immediat de la peau, la température diminue, et on a une sensation de froid. Conclure en transposant ceci à la sensation ressentie par ces sportifs. D. Conclusion 1) Classer les 3 expériences réalisées aujourd'hui en tant que transformations chimiques ou physiques. Lorsqu’il y a apparition de nouveaux composés il s’agit de transformation chimique. Lorsqu’il y a vaporisation, c’est un changement d’état donc une transformation physique. 2) Une augmentation de température traduit-elle un dégagement d’énergie ou une absorption d’énergie sous forme de chaleur ? Une transformation exothermique est une transformation qui libère de l’énergie par transfert thermique et la cède à ce qui se trouve dans son environnement. Une transformation endothermique est une transformation qui absorbe de l’énergie par transfert thermique. Elle prend cette énergie à son environnement.
