Table des matières La gravitation - Sainte

Table des matières
Solides, solutions et conduction ............................................................................... 2
Des atomes aux ions ...................................................................................................... 3
Reconnaître des ions en solution .............................................................................. 4
L’électricité dans la matière ....................................................................................... 5
Les solutions acides et les solutions basiques. .................................................... 6
Pile électrochimique ...................................................................................................... 7
Synthèse d’espèces chimiques .................................................................................. 8
L’alternateur et les centrales électriques ................................................................ 9
Propriétés des tensions électriques ........................................................................ 10
Mesures à l’oscilloscope ........................................................................................... 11
Le voltmètre en tension alternative ....................................................................... 12
Puissance et énergie électrique ................................................................................ 13
La gravitation ......................................................................................... 14
Poids et masse ........................................................................................ 15
Énergie cinétique et sécurité routière ..................................................... 16

Chapitre C1
Solides, solutions et conduction
Écris ton nom en haut au crayon de papier, recopie le texte ci-dessous puis me rendre cette feuille Écrire en rouge
les expressions soulignées. Ne pas recopier le texte en script.
1/ Les métaux usuels.
Les métaux peuvent être utilisés purs ou plus généralement mélangés à d’autres
constituants : on obtient un alliage.
Pour reconnaître les métaux, il est possible d’utiliser la couleur de certains d’entre eux
(cuivre, or) ou les propriétés magnétiques (fer, nickel). Les températures de fusion des métaux purs
sont parfaitement connues (le mercure est liquide à la température ordinaire).
La masse volumique des métaux constitue un autre test de reconnaissance des métaux purs.
2/ Comportement électrique des solides.
Tous les métaux testés conduisent le courant électrique. Cependant, la résistance varie d'un
métal à l'autre. Certains solides comme le graphite conduisent le courant. La résistance du graphite
est plus élevée que celle des métaux courants. Le sulfate de cuivre, le sel ou le sucre conduisent très
peu le courant, ce sont des isolants.
3/ Les solutions aqueuses.
Une solution est obtenue par dissolution d’un solide (le soluté) dans un liquide (le solvant).
L’eau est le seul solvant utilisé au collège.
L'eau pure et l'eau sucrée ne conduisent pas le courant : ce sont des isolants. L'eau du robinet
conduit un peu le courant électrique. Les solutions d'eau salée ou de sulfate de cuivre conduisent le
courant électrique.
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3_cours08 Ch C1 V1

Chapitre C2
Des atomes aux ions
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les expressions soulignées. Ne pas recopier le texte en script.
1/ Les dimensions de l'atome.
L'atome a un diamètre de l’ordre du dixième de nanomètre (0,1 nm soit 10−10 m car
1 nm = 10−9 m). Il est constitué d'un noyau et d'électrons en mouvement autour du noyau. Les
électrons (symbole : e− ). Note que le signe négatif est placé en exposant) sont tous identiques.
Le noyau, 100 000 fois plus petit que l’atome, a une masse variable selon l'atome, mais elle
vaut des milliers de fois celle de l'électron : pratiquement toute la masse de l'atome est contenue
dans le noyau.
2/ Les charges électriques dans l’atome.
La charge positive « e » est appelée la charge élémentaire. Le noyau porte une charge
positive, multiple de « e ». Chaque électron porte une charge négative −e. L'atome est neutre : la
charge positive portée par le noyau compense exactement la charge négative de l'ensemble des
électrons.
3/ Structure atomique des métaux.
À l’œil nu, la surface d'un métal semble lisse et continue. Avec les microscopes les plus
performants, on observe des taches régulièrement disposées. À chaque tache correspond un atome.
Un métal est constitué d'un empilement ordonné d'atomes appelé cristal. Le cristal se répète un
grand nombre de fois. Les boules sont en contact les unes avec les autres.
4/ Les ions.
Un ion est un atome ou un groupement d'atomes qui a perdu ou qui a gagné un ou plusieurs
électrons. Un ion négatif a gagné des électrons.
Nom sulfate nitrate chlorure hydroxyde
Symboles SO42
−
NO3
−
Cl
−
OH
−
Un ion positif a perdu un ou plusieurs électrons.
Nom sodium ferreux ferrique cuivre zinc hydrogène
Symboles Na+ Fe2+ Fe3+ Cu2+ Zn2+ H+
Un ion est monoatomique s'il est formé à partir d'un seul atome (Na+). Il est nommé
polyatomique s'il est formé à partir d'un groupement d'atomes (SO42−).
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3_cours08 Ch C2 V2

Chapitre : C3
Reconnaître des ions en solution
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1/ Test de reconnaissance de l’ion cuivre.
Expérience 1 : dans un bécher contenant une solution de sulfate de cuivre, ajoutons quelques
gouttes d’hydroxyde de sodium (soude).
Observation 1 : il se forme immédiatement un précipité bleu qui tombe au fond du récipient ; ce
précipité est de l’hydroxyde de cuivre.
Conclusion 1 : en ajoutant quelques gouttes de soude à une solution de composition inconnue, la
formation d’un précipité bleu permet d’affirmer que la solution inconnue contient des ions cuivre.
2/ Interprétation de la formation d’un précipité.
Lors de la dissolution du sulfate de cuivre dans l’eau, les ions sulfate et les ions cuivre se
dispersent et s’ignorent les uns les autres : ils sont compatibles.
En mélangeant la solution précédente à de l’hydroxyde de sodium, qui contient des ions
sodium (Na+) et des ions hydroxyde (OH − ), les ions hydroxyde forment avec les ions cuivre un
solide (l’hydroxyde de cuivre) : on dit que les ions hydroxyde et les ions cuivre ne sont pas
compatibles. En revanche, les ions sodium et les ions sulfate sont compatibles.
3/ Test de reconnaissance des ions chlorure.
En présence d’ions argent (Ag+) provenant, par exemple d’une solution de nitrate d’argent
les ions chlorure forment un précipité blanc qui noircit à la lumière au bout de quelques minutes.
On peut dire que les ions argent ne sont pas compatibles avec les ions chlorure.
Si une solution inconnue X forme un précipité blanc lorsqu’on ajoute quelques gouttes d’une
solution de nitrate d’argent, on peut penser que la solution X contient des ions chlorure.
4/ Tableau résumé.
Il est possible de mettre en évidence la présence de quelques ions grâce à quelques tests
simples basés sur la mise en contact d’ions incompatibles :
Ion à tester cuivre fer II
(ferreux) fer III (ferrique) chlorure
Formule de l’ion à
tester Cu2+ Fe2+ Fe3+ Cl−
Ion réactif Hydroxyde hydroxyde hydroxyde Argent
Formule de l’ion
réactif OH− OH− OH− Ag+
Solution contenant
l’ion réactif soude soude soude nitrate d’argent
Couleur du
précipité bleu vert rouille blanc puis noircit
3_cours08 Ch C3 V1

Chapitre : C4
L’électricité dans la matière
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1/ Le courant électrique dans les métaux.
Un ou deux électrons de chaque atome peuvent passer facilement d’un atome à l’atome
voisin. Ces électrons sont appelés des électrons libres et se déplacent en tous sens. Globalement, le
métal reste neutre car les électrons ne quittent jamais le solide. Dans un circuit électrique fermé, le
métal est soumis à l’influence du générateur. Le mouvement des électrons est modifié : les électrons
sont attirés par la borne + du générateur et repoussés par sa borne −. Ainsi, le déplacement des
électrons est le sens inverse du sens conventionnel du courant.
2/ Dissolution des solides ioniques.
Le sulfate de cuivre est un solide bleu contenant des ions sulfate incolores et des ions cuivre
bleus. Chaque ion sulfate comporte deux charges négatives et chaque ion cuivre deux charges
positives. Le solide se dissout dans l’eau pure pour donner une solution bleue.
Le permanganate de potassium est un solide violet très foncé. Il contient des ions potassium
incolores et des ions permanganate violets. Chaque ion potassium possède une charge positive et
chaque ion permanganate une charge négative. Le solide se dissout dans l’eau pure pour former une
solution violette.
Nous admettrons qu’en se dissolvant, les ions de ces solides se dispersent dans l’eau.
3/ Le courant électrique dans une solution.
Un circuit électrique comporte un générateur, un ampèremètre et deux tiges métalliques (des
électrodes) qui plongent dans un liquide. Si le liquide est de l’eau pure, l’ampèremètre ne mesure
aucun courant. Si le liquide est une solution de sulfate de cuivre, on constate qu’un courant traverse
le récipient.
L’expérience décrite à la page 95 du livre montre que les ions positifs se déplacent vers la
borne – du générateur et les ions négatifs vers sa borne + (Fig. 1 : La migration des ions).
Conclusion : le courant électrique dans une solution est dû au déplacement des ions présents
dans cette solution. Ce déplacement dépend du signe de la charge électrique portée par l’ion.
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3_cours08 Ch C4 V1