TP : Chimie Physique par : Dr RAHIM Oumelkheir - E

TP : Chimie Physique par : Dr RAHIM Oumelkheir
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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)
 Chlorure de baryum (vert)
 Eau
 Fil métallique avec boucle (fil de nichrome)
 Bec Bunsen

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Mesure de sécurité : Le baryum est un métal toxique. Portez des lunettes de protection et des gants.
Assurez-vous que le gaz soit coupé si vous utilisez un bec Bunsen.
Marche à suivre :
Sélectionnez la commande de menu « Fil métallique » du menu Matériel.
 Ajoutez une petite quantité d'eau à la boucle métallique. Activez le fil métallique et utilisez le
bouton Eau (pressez une fois) ou le menu Options. Dans un laboratoire réel, la boucle mouillée
aidera à saisir le sel.
 Ajoutez une petite quantité du sel, 1 gramme, en utilisant l'option du menu « Tous les produits
chimiques... ».
 Tenez le sel dans la flamme et brûlez-le pour obtenir une couleur (notez la couleur).
 Répétez la procédure avec les autres sels en vous assurant d'utiliser un fil métallique différent pour
chaque expérience.
Assurez-vous également de ne pas laisser tomber de sel dans le bec Bunsen.
Nettoyage: Assurez-vous de couper le gaz si vous utilisez un bec Bunsen. Nettoyez les boucles
métalliques pour vous assurer d'éliminer tout le sel. Nettoyez tout sel qui pourrait être tombé sur le bec
Bunsen ou la torche au propane.
Observations :
Couleur de la flamme de NaCl :
Couleur de la flamme de KCl :
Couleur de la flamme de LiCl :
Couleur de la flamme de BaCl2 :
Pourquoi est-ce que différents composés montrent différentes couleurs dans leurs émissions visibles?
Est-ce vous vous attendriez à ce que les émissions varient si des fluorures métalliques étaient utilisés
plutôt que des chlorures métalliques?
……………………………………………………………………………
TP21 : Loi de Charles
Introduction :
Loi de Charles. Augmenter la température à l’intérieur d’une montgolfière cause une
augmentation de son volume. Jacques Charles, un scientifique français, a énoncé le
premier la relation mathématique précise qui existe entre le volume d’un gaz et sa
température en 1787. La présente expérience est une version simplifiée de son
expérience. Elle requiert une seringue remplie d’air qui sera chauffé et refroidi dans
des conditions bien définies. Les variations de volume sont mesurées en observant les
déplacements du piston de la seringue
Marche à suivre :
1. Ajoutez une seringue étanche de 60 ml à partir de l’article Seringue à gaz sous le
menu Matériel. Utilisez la boîte de dialogue Volume initial de la seringue à gaz pour
régler le volume de la seringue à 20 ml.

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2. Activez la seringue en cliquant dessus. Ajoutez un thermomètre à partir du menu
Matériel ou en cliquant sur le bouton Thermomètre de la barre d’outils pour attacher
un thermomètre à la seringue.
3. Test A : Notez le volume et la température de la seringue dans l’espace du tableau
de données dans la fenêtre Observations. Utilisez ce tableau pour noter le volume et la
température du gaz pour ce test (Étape 3) et pour les tests B, C, D et E (c’est-à-dire 4,
7, 8 et 9).
4. Test B : Ajoutez un bécher de 250 ml à partir du menu Matériel. Activez le bécher
et ajoutez 200 ml d’eau glacée (-20 °C) en utilisant l’article Eau sous le menu Réactifs
ou en sélectionnant Eau à partir du menu contextuel activé en cliquant sur le bouton
de droite de la souris. Activez le bécher et ajoutez-y un thermomètre pour suivre la
température de l’eau.
5. Placez la seringue dans le bécher en sélectionnant les deux pièces d’équipement et
en sélectionnant ensuite Combiner sous le menu Monter ou en cliquant sur le bouton
de droite de la souris pour le menu contextuel. (Voir Combiner et retirer de
l’équipement de laboratoire sous « Utiliser la souris » dans la section Aide.)
6. Attendez jusqu’à 3 minutes pour que la température de la seringue atteigne la
température du bécher. Notez le volume et la température de la seringue dans votre
tableau de données. Pour lire le volume, examinez très attentivement le bas du piston
(couleur orange).
7. Test C : Retirez la seringue en activant le matériel combiné et choisissez alors
Retirer sous le menu Monter ou à partir du menu contextuel activé en cliquant sur le
bouton de droite de la souris. Videz le bécher en l’activant et en choisissant Vider à
partir du menu contextuel activé en cliquant sur le bouton de droite de la souris.
Ajoutez un thermomètre au bécher. Ajoutez 100 ml d’eau glacée, puis ajoutez un
autre 100 ml d’eau à la température ambiante en sélectionnant le niveau de Volume de
200,0 ml dans la boîte de dialogue Eau distillée. Répétez les étapes 5 et 6.
8. Test D : Retirez la seringue. Videz le bécher. Ajoutez un thermomètre au bécher.
Ajoutez 100 ml d’eau à la température ambiante au bécher. Activez le bécher et
choisissez alors le bec Bunsen à partir du menu Matériel ou en cliquant sur le bouton
Bec Bunsen de la barre d’outils. Chauffez jusqu’à ce que la température atteigne 100
°C. Ajoutez ensuite un autre 100 ml d’eau à la température ambiante en sélectionnant
le niveau de volume : 200,0 ml dans la boîte de dialogue Eau distillée. Retirez le bec
Bunsen. Répétez les étapes 5 et 6.
9. Test E : Retirez la seringue. Videz le bécher. Ajoutez un thermomètre au bécher.
Pour la dernière mesure, ajoutez 200 ml d’eau à la température ambiante au bécher et
chauffez avec le bec Bunsen jusqu’à ce que la température atteigne 100 °C. Retirez le
bec Bunsen. Répétez les étapes 5 et 6.
Sécurité :
Dans un laboratoire réel, assurez-vous que l’eau chaude est à moins de 50 °C.
Autrement, la seringue étanche s’amollira et pourrait exploser.
Observations :

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Volume (ml) Température Celsius
Test A _____ _____
Test B _____ _____
Test C _____ _____
Test D _____ _____
Test E _____ _____
À l'aide de papier graphique, dessinez maintenant un graphique de vos résultats.
TP22 : la méthode Dumas(la loi des gaz parfaits)
Introduction
Dans cette expérience, la méthode Dumas est utilisée pour déterminer le poids
moléculaire d’un liquide volatil en utilisant la loi des gaz parfaits.
À pression basse et à température élevée, tous les gaz se comportent comme des gaz
parfaits, selon les trois lois qui relient le volume d’un gaz à la pression et à la
température :
1. La loi de Boyle indique qu’à une température constante, le volume d’un gaz
varie de façon inverse à sa pression.
P1V1 = P2V2
2. La loi de Charles indique qu’à une pression constante, le volume d’un gaz
varie directement en fonction de la température absolue.
V1/T1 = V2/T2
3. La loi de Gay-Lussac indique qu’à volume constant, la pression d’un gaz varie
directement en fonction de la température absolue.
P1/T1 = P2/T2
L’équation des gaz parfaits combine ces lois et établit une relation entre la pression, le
volume, la température et le nombre de moles d’un gaz :
PV = nRT
Où P est la pression en atmosphères, V est le volume en litres, T est la température en
degrés Kelvin, n est le nombre de moles et R est la constante des gaz parfaits = 0,0821
(L atm/K mole).
Dans la méthode Dumas, un liquide volatil inconnu est placé dans une poire d’un
volume connu et pesé à sec. La poire est ensuite placée dans un bain d’eau chaude et
on la fait bouillir. Le liquide volatil doit avoir un point d’ébullition inférieur à celui de
l’eau. La vapeur inconnue force l’air à sortir de la poire en n’y laissant que l’inconnu.
Le liquide volatile est amené à ébullition jusqu’à ce qu’il ne reste plus aucun liquide.
À ce moment, nous connaissons T (température de l’eau à ébullition), P (pression
atmosphérique) et V (volume de la poire). Finalement, la poire est retirée du bain et la
vapeur peut refroidir et se condenser à l’état liquide. La poire est ensuite pesée et la
masse de vapeur nécessaire pour remplir la poire est déterminée.
En utilisant la loi des gaz parfaits, nous déterminons le poids moléculaire de
l’inconnu :
Poids moléculaire = masse/n = masse/(PV/RT) = (masse RT / PV)
Marche à suivre
Détermination du poids moléculaire de l’acétone :

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Étape 1 : Ajoutez une poire Dumas à partir du menu Matériel.
Étape 2 : Notez le volume de la poire en litres (le volume est indiqué sur la poire).
Étape 3 : Notez la masse de la poire vide en utilisant une balance électronique.
Étape 4 : Placez 20 ml d’acétone dans la poire.
Étape 5 : Ajoutez un bécher de 600 ml.
Étape 6 : Activez le bécher et placez environ 500 ml d’eau dans le bécher ou
suffisamment pour couvrir le col de la poire.
Étape 7 : Combinez la poire et le bécher (en utilisant la commande Combiner).
Étape 8 : Ajoutez une plaque chauffante à partir du menu Matériel.
Étape 9 : Placez le montage combiné poire Dumas/bécher sur la plaque chauffante.
Étape 10 : Allumez la plaque chauffante pour un chauffage maximal.
Étape 11 : Laissez toute l’acétone s’évaporer et attendez 1 à 2 minutes avant de retirer
la poire du bécher.
Étape 12 : Après avoir retiré la poire du bécher, laissez la poire Dumas refroidir
jusqu’à ce que les vapeurs d’acétone se soient condensées (2 à 3 minutes).
Étape 13 : Pesez la poire et les vapeurs condensées en utilisant la balance électronique
et notez le résultat.
Observations :
i) Volume de la poire Dumas (L) :
ii) Masse de la poire Dumas vide (g) :
iii) Masse de la poire Dumas + acétone condensée (g) :
iv) Masse de l’acétone gazeuse requise pour remplir la poire ((iii) - (ii)) :
v) Poids moléculaire de l’acétone : Masse/n=Masse/(PV/RT)=(Masse*R*T)/(P*V)
Données fournies :
Pression : 1atm
Température : 373 Kelvin (point d’ébullition de l’eau)
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TP31 : La Chaleur Massique
Introduction au laboratoire sur la chaleur massique :