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CONTROLE n°1 matériaux Atome et courant électrique. Sujet A
Exercice 1 : le modèle de l'atome.
Les êtres vivants (animaux et végétaux) sont constitués entre autres d'un grand nombre
d'atomes de carbone . Dans le tableau de la classification on le retrouve à la 6ème place:
n°atomique Z=6
en utilisant le modèle de l’atome de carbone donner ses différents constituants ainsi que leurs charges
électriques(préciser si ce sont des charges positives ou négatives).
Z=6 donc l'atome possède 6 charges positives dans le noyau et 6 électrons de charges négatives dans le
nuage électronique. Entre les deux du vide!
notation
1.1
Exercice 2 : le courant électrique.
fil d’acier
Dans le montage ci-contre.
2.1) Expliquer pourquoi , la lampe reste éteinte.
La lampe reste éteint car le fil en coton est un isolant électrique
2.2) On imbibe le fil de coton d’eau sucrée. Que se passe t-il?
Expliquer.
L'ajout d'eau sucrée ne change rien car les molécules de sucre ne sont
pas chargées
fil de coton
2.3) On imbibe le fil de coton d’eau salée. Que se passe t-il?
Expliquer.
L'ajout d'eau salée laisse passer le courant car l'eau salée contient des ions qui sont chargés
2.4) On considère le montage avec le fil imbibé d’eau salée. Sur le dessin, indiquer en vert le
sens de déplacement des électrons dans le fil d’acier et en rouge le sens conventionnel du
courant.
+
pile
-
fil d’acier
+
I
pile
fil de coton
notation
2.1
2.2
2.3
e_
2.4
Exercice 3 : la carte d'identité de l’atome d’aluminium :
L’atome d’aluminium a un diamètre : d = 2,4.10-10 m et une masse : M = 4,5.10-26 kg. Cet
atome possède 13 électrons.
Données : La masse d’un électron est égale à 9,1.10-31 kg. 1 nm = 10-9 m
3.1 Exprimer le diamètre d en mm, puis en nm (nanomètre)
d=2,4 10 -10 d = 2,4 10-7mm d=2,4 10-1 nm=0,24 nm
3.2 Une feuille d’aluminium a une épaisseur de 0,015 mm. Calculer le nombre d’atomes d’aluminium
dans cette épaisseur en supposant qu’ils soient disposés les uns sur les autres.
Nombre d'atomes = 0,015/2,4 10-7=6,3 104 atomes soit 63000 atomes
3.3 Calculer la masse des électrons que l'on appellera me
me= 9,1 10 -31x 13 = 118 1O-31kg
3.4 calculer le rapport M/me. Que met en évidence le résultat trouvé ?
M/me= 4,5 10-26 / 118 10 -31 = 0,04 10 5 = 4 10 3 = 4000.
La masse de l'atome est surtout concentrée dans le noyau. La masse des électrons est
4000 fois plus faible que la masse totale de l'atome ( me=M/4000 ou M=4000me)
Exercice 4 : étude de l’ion benzoate
on utilise du benzoate d’émamectine (BE) pour lutter contre le pou du poisson dans les stations piscicoles du
littoral canadien. Le pou de mer attaque la peau du poisson, ce qui ouvre la voie à d’autres infections et
finit par détruire la masse musculaire.
L’ion benzoate a pour formule (C6H5CO)2-
4.1 et 4.2 Donner le nom des atomes constituant cet ion.
6 + 1 soit 7 atomes de carbone, 5 atomes hydrogène et un atome d'oxygène
4.2 Donner le nombre de chaque atome constituant cet ion.
4.3 Préciser si ce groupement d'atomes a perdu ou gagné des électrons. Combien ?
Ce groupement d'atomes a gagné 2 électrons car il est chargé négativement
4.4 vers quelle électrode se dirigerait-il si on le plaçait dans un électrolyseur dans lequel le courant
circule
il se dirigerait vers l'anode positive appelée anode, c'est donc un anion
notation
4.1
4.2
4.3
4.4
Exercice 5 : une petite histoire de tri....
une bande de copains nommés Fe, PE, PS, PET et PVC vont en vacances. Fe ne passe pas la frontière et
reste attiré par l'aimant détecteur de métaux. Dans la mer morte très salée PET et PVC coulent! Les 2
derniers se décident d' aller se baigner en Suisse dans l'eau douce du lac Léman. Catastrophe! PS coule
à son tour, il ne reste plus que PE..... quelles vacances!....
dessiner l'organigramme de l'aventure.
notation
1.1
Test aimant
attraction
Fe
test eau salée
flottent
coulent
PE, PS
PVC PET
Test eau douce
flotte
PE
coule
PS
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