O Chimie C2D Oxygène Enseignement secondaire de transition - 2

O2
O2
Oxygène
© Enseignement à distance - Ministère de la Communauté française de Belgique
Communauté française de Belgique
ENSEIGNEMENT À DISTANCE
Module 406 Série 8 de 12
Chimie C2D
Enseignement secondaire de transition - 2e degré
Mai 2008

© Enseignement à distance - Ministère de la Communauté française de Belgique
Table des matières
406 Chimie C2D Série 8 Contenu
1 Présentation de la série 1
1.1 Motivation 1
1.2 Objectifs de la série 1
1.3 Place de la série dans le module 1
1.4 Plan de la série 2
1.5 Prérequis de la série 2
2 Développement des leçons 4
Leçon 1 - État naturel et préparation
2.1 Introduction 4
2.1.1 Motivation 4
2.1.2 Objectifs de la leçon 4
2.1.3 Plan de la leçon 4
2.1.4 Prérequis de la leçon 4
2.2 Contenu de la leçon 5
2.2.1 Leçon 5
n L’élément oxygène et ses molécules 5
 L’élément oxygène 5
 Le dioxygène 5
 L’ozone 6
n État naturel de l’oxygène 6
 Dans l’air 6
 Dans les eaux naturelles 7
n Méthodes de préparation 7
 Traitement de l’oxylithe par l’eau 7
 Décomposition thermique du chlorate de
potassium 8
 Décomposition du peroxyde d’hydrogène 8
 Distillation fractionnée de l’air liquide 9
 Électrolyse de l’eau 9
n Usages de l’oxygène 9
2.2.2 Corrigé des activités 10
2.3 Synthèse de la leçon 12
2.4 Évaluation de la leçon 13
2.4.1 Test d’autocontrôle 13
2.4.2 Corrigé commenté du T.A.C. 15
Leçon 2 - Oxydation - Réduction - Combustion
2.1 Introduction 18
2.1.1 Motivation 18
2.1.2 Objectifs de la leçon 18
2.1.3 Plan de la leçon 18
2.1.4 Prérequis de la leçon 18
2.2 Contenu de la leçon 20
2.2.1 Leçon 20
n Nombre d’oxydation 21
n Oxydation et réduction 23
 Oxydation 23
 Réduction 24
 Oxydoréduction 25
n Combustion 28
 Combustion vive 28
 Combustion lente 29
2.2.2 Corrigé des activités 30
2.3 Synthèse de la leçon 32
2.4 Évaluation de la leçon 33
2.4.1 Test d’autocontrôle 33
2.4.2 Corrigé commenté du T.A.C. 35
Leçon 3 - Oxydes
2.1 Introduction 38
2.1.1 Motivation 38
2.1.2 Objectifs de la leçon 38
2.1.3 Plan de la leçon 38
2.1.4 Prérequis de la leçon 38
2.2 Contenu de la leçon 40
2.2.1 Leçon 40
n Oxydes métalliques 41
 Formation des oxydes métalliques 41
 Équation chimique décrivant la combustion
lente et vive des métaux 43
 Propriétés des oxydes métalliques 43
n Oxydes non métalliques 44
 Formation des oxydes non métalliques 44
 Équation chimique décrivant la réaction de
combustion des non-métaux 45
 Propriétés des oxydes non métalliques 45
n Nomenclature des oxydes 46
 Nomenclature des oxydes métalliques 46
 Nomenclature des oxydes non métalliques 47
2.2.2 Corrigé des activités 49
2.3 Synthèse de la leçon 50
2.4 Évaluation de la leçon 52
2.4.1 Test d’autocontrôle 52
2.4.2 Corrigé commenté du T.A.C. 54
3 Synthèse de la série 56
4 Évaluation de la série 59
4.1 Test d’autocontrôle 59
4.2 Corrigé commenté du T.A.C. 61
4.3 Activités complémentaires 64
4.4 Corrigé commenté des activités
complémentaires 65
4.5 Devoir de n de série 66
Annexes
n Les peroxydes 71
n Usages de quelques produits 72
L’Enseignement à Distance s’est efforcé de respecter les prescriptions légales relatives aux droits d’auteur et de contacter les ayants droit.
Toute personne qui se sentirait lésée et qui souhaiterait faire valoir ses droits est priée de se faire connaître.
Éditeur responsable
M. Denis Van Lerberghe
Directeur
Direction de l’Enseignement à Distance
Téléphone : 02/690 82 82
Courriel : [email protected]
Ministère de la Communauté française de Belgique - Administration générale de l’Enseignement et de la Recherche scientifique
Boulevard du Jardin Botanique 20-22 – 1000 Bruxelles
Dépôt légal : D/2008/10.930/01

406 Chimie C2D Série 8 Présentation
© Enseignement à distance - Ministère de la Communauté française de Belgique
P. 1
1 Présentation de la série
1.1 Motivation
L’oxygène est l’élément le plus abondant du globe terrestre. Il constitue 23% en masse de l’air et 89% en
masse des océans. La croûte terrestre en contient 49%, principalement sous forme d’oxydes, de silicates
et de carbonates. L’oxygène est également présent dans les composés organiques tels que les lipides, les
glucides, les protéines, c’est-à-dire dans tous les organismes vivants. L’oxygène est indispensable à la
vie sur terre et est responsable d’un très grand nombre de réactions chimiques. Il est donc nécessaire de
s’y intéresser particulièrement dans un cours de chimie.
1.2 Objectifs de la série
Au terme de cette série, vous devrez être capable de :
• traduire les méthodes de préparation de l’oxygène par une équation chimique;
• interpréter une réaction d’oxydoréduction;
• distinguer le réducteur, l’oxydant, la réduction et l’oxydation;
• déterminer la formule chimique d’un oxyde à partir de son nom;
• donner le nom d’un oxyde à partir de sa formule chimique;
• résoudre des problèmes de stœchiométrie relatifs aux propriétés et aux préparations de l’oxygène;
• écrire l’équation représentant la combustion d’un métal, d’un non-métal, de quelques carburants
fossiles.
1.3 Place de la série dans le module
Module Chimie C2D
Série 1 Entrée du module
Série 2 Structure de la matière
Série 3 Éléments chimiques
Série 4 Mélanges et corps purs
Série 5 Corps composés et corps simples
Série 6 Liaisons chimiques
Série 7 Réactions chimiques
Série 8 Oxygène VOUS ÊTES ICI
Série 9 Électrolytes I - Bases
Série 10 Électrolytes II - Acides
Série 11 Électrolytes III - Sels
Série 12 Sortie du module

© Enseignement à distance - Ministère de la Communauté française de Belgique
P. 406 Chimie C2D Série 8 Présentation
2
1.4 Plan de la série
Cette série comprend les leçons suivantes :
Leçon 1 État naturel et préparation
Leçon 2 Oxydation - Réduction - Combustion
Leçon 3 Oxydes
1.5 Prérequis de la série
Pour aborder l’étude de cette série, vous devez être capable de :
• interpréter le tableau périodique;
• calculer une masse molaire, une quantité de matière;
• utiliser le raisonnement proposé pour résoudre les problèmes stœchiométriques.
n Test d’autocontrôle
1. Parmi les éléments suivants, le métal est :
a. Ca
b. P
c. O
d. Cl
2. L’électronégativité de l’oxygène vaut :
a. 2,55
b. 3,04
c. 3,44
d. 3,98
3. La masse molaire de l’oxyde de sodium Na2O vaut :
a. 54,99 g.mol–1
b. 61,98 g.mol–1
c. 30,0 g.mol–1
d. 22,0 g.mol–1
4. Selon l’équation : S + O2 SO2 la masse d’oxygène nécessaire à la combustion de 64 g
de soufre vaut :
a. 16 g
b. 32 g
c. 48 g
d. 64 g

406 Chimie C2D Série 8 Présentation
© Enseignement à distance - Ministère de la Communauté française de Belgique
P. 3
5. Dans les conditions normales de température et de pression (CNTP), 44,8 l est le volume occupé
par :
a. 16 g d’oxygène
b. 1 mole d’oxygène
c. 32 g d’oxygène
d. 2 moles d’oxygène
n Corrigé commenté du test d’autocontrôle
1. La proposition correcte est la proposition a.
Ca est un métal. P, O et Cl sont des non-métaux.
2. La proposition correcte est la proposition c.
L’électronégativité de l’oxygène vaut 3,44.
3. La proposition correcte est la proposition b.
La molécule d’oxyde de sodium est constituée de 2 atomes de sodium et de 1 atome d’oxygène. La
masse molaire M se calcule donc de la manière suivante : 2 . 22,99 + 16,00 = 61,98 g mol–1.
4. La proposition correcte est la proposition d.
S(s) + O2(g) SO2(g)
M(S) = 32 g.mol–1 M(O2) = 32 g.mol–1.
S(s) O2(g)
n / mol m / g n / mol m / g
1 32
64
1 32
x
Il est aisé de calculer que x = 64 g.
5. La proposition correcte est la proposition d.
Dans les conditions normales de température et de pression (CNTP), 22,4 l est le volume occupé par
1 mole de gaz. Donc 44,8 l est le volume occupé par 2 moles de gaz.
En termes de masse, 16 g = ½ mol d’oxygène et 32 g = 1 mol d’oxygène.