Identification d’une substance pure inconnue

Chapitre 3 :Les propriétés caractéristiques

1. Propriétés non caractéristiques ou caractéristiques

25 cm 325 cm 3

25 cm 325 cm 3

Transparent

Transparent

1.1 Propriétés non caractéristiques

• Une propriété non caractéristique ne permet pas d’identifier une substance pure car la propriété appartient à plusieurs groupes de substances.

Exemple: Masse, volume, couleur ,etc.

1.2 Propriétés caractéristiques

• Une propriété caractéristique est une propriété qui permet d’identifier une substance pure ou le groupe auquel elle appartient.

Exemple: masse volumique, point de fusion, point d’ébullition, conducteur d’électricité, etc.

ρ =1,74 g/ mL

Flamme blanche

Propriétés chimiques ou physiques ?

• Les propriétés physiques caractéristiques permettent d’identifier une substance pure sans changer sa nature.

Exemple: point de fusion* et d’ébullition*, masse volumique et solubilité (ST), etc.

Quelques propriétés physiques…

Point de fusion : Température à laquelle un solide devient liquide (ou un liquide devient solide)

Point d’ébullition: Température à laquelle un liquide devient gazeux ( ou un gaz devient liquide)

• Les propriétés chimiques caractéristiques permettent d’identifier une substance pure, mais pour y arriver, l’une des deux substances en contact changent de nature.

Exemple: Réaction à la flamme, réaction au

papier de tournesol, etc.

3. Identification d’un solide durA) Masse volumique d’un solide dur Propriété caractéristique physique

Définition: Masse par unité de volume Quantité de matière par unité de volume .Unité : g/ mL ou g/ cm3 car mL= cm3

Formule :ρ = m/V où ρ = masse volumique d’un solide m = masse d’un solide V = volume d’un solide

http://video.google.ca/videosearch?um=1&hl=fr&q=crash%20avion&ie=UTF-8&sa=N&tab=iv#

Démarche à suivre pour trouver la massevolumique d’un solide :

1. Calibrer la balance.

2. Peser le solide dur inconnu.

(avec le pèse-matière, si nécessaire.)

3. Noter le résultat dans la section Résultats.

= manipulations en laboratoire

ExempleSolide Masse

(en g)

Volume initial

(en mL)

Volume final

(en mL)

Aluminium 3

Démarche à suivre pour trouver la massevolumique d’un solide :

1. Calibrer la balance.

2. Peser le solide dur inconnu.

(avec le pèse-matière, si nécessaire.)

3. Noter le résultat dans la section Résultats.

4. Verser 50 mL d’eau dans le cylindre gradué de

100 mL.

5. Noter le volume initial dans la section Résultats.

= manipulations en laboratoire

ExempleSolide Masse

(en g)

Volume initial

(en mL)

Volume final

(en mL)

Aluminium 3 50

6. Ajouter le solide dur dans l’eau.

S’assurer qu’il est complètement immergé.

7. Mesurer à nouveau le volume.

8. Noter le résultat dans la section

Résultats.

ExempleSolide Masse

(en g)

Volume initial

(en mL)

Volume final

(en mL)

Aluminium 3 50 51,1

6. Ajouter le solide dur dans l’eau.

S’assurer qu’il est complètement immergé.

7. Mesurer à nouveau le volume.

8. Noter le résultat dans la section

Résultats.

9. Calculer le volume occupé par le solide

dur.

10. Calculer la masse volumique du solide.

11. Nettoyer la place de travail et ranger le matériel.

Formule

p = m

V

Données

masse = 3g

Volume initial= Vi

=50mL

Volume final= Vf

=51,1 mL

Calculs

Volume= Volume final –Volume initial

Vf - Vi =

51,1mL -50mL=1,1 mL

p= 3g =

1,1 mL

p=2,73 g/mL

4. Identification d’un liquide

A) Masse volumique d’un liquide

(propriété caractéristique physique)

Définition: Masse par unité de volume.

Unité: g/mL

Formule:

ρ = m/V où ρ = masse volumique du liquide

m = masse du liquide

V = volume du liquide

1. Calibrer la balance.2. Peser le cylindre gradué vide 25 mL à l’aide de

la balance.3. Noter le résultat.

Démarche à suivre pour trouver la masse volumique d’un liquide:

Exemple

Liquide Masse du cylindre

vide

(en g)

Masse totale

(cylindre + liquide)

(en g)

Volume du liquide

(en mL)

Liquide inconnu #A 24,2 49,2 25

1. Calibrer la balance.2. Peser le cylindre gradué vide à l’aide de la

balance.3. Noter le résultat.4. Verser 25 mL du liquide inconnu dans le cylindre

gradué de 25 mL.

Démarche à suivre pour trouver la masse volumique d’un liquide:

Exemple

Liquide Masse du cylindre

vide

(en g)

Masse totale

(cylindre + liquide)

(en g)

Volume du liquide

(en mL)

Eau distillée

24,2 49,2 25

Démarche à suivre pour trouver la masse

volumique d’un liquide:

1. Calibrer la balance.

2. Peser le cylindre gradué vide à l’aide de la balance.

3. Noter le résultat.

4. Verser 25 mL du liquide inconnu dans le cylindre gradué de 25 mL.

5. Peser le cylindre gradué avec le liquide inconnu.

6. Noter le résultat.

Exemple

Liquide Masse du cylindre

vide

(en g)

Masse totale

(cylindre + liquide)

(en g)

Volume du liquide

(en mL)

Eau distillée

24,2 49,2 25

Démarche à suivre pour trouver la massevolumique d’un liquide:

1. Calibrer la balance.2. Peser le cylindre gradué vide à l’aide de la

balance.3. Noter le résultat.4. Verser 25 mL du liquide inconnu dans le cylindre

gradué de 25 mL.5. Peser le cylindre gradué avec le liquide inconnu. 6. Noter le résultat. 7. Calculer la masse du liquide.8. Calculer la masse volumique du liquide.9. Nettoyer et ranger le matériel.

Formule

p = m

V

Données

mi = 24.2 g

mf= 49.2 g

V = 25 mL

Calculs

masse totale (cylindre +liquide) –

masse du cylindre vide =

mf – mi =

49,2 g – 24,2 g = 25 g

ρ = 25 g

25 mL

ρ = 1,00 g/mL

B) La détection du degré d’acidité d’un liquidePropriété caractéristique chimique

Définition: Les indicateurs colorés déterminent le degré d’acidité (ou le pH) d’un liquide.

En effet, les indicateurs réagissent avec le liquide en changeant de couleur. (Exemple : papier de tournesol bleu et rouge, bleu de bromothymol, etc.)

pH 7 = NEUTRE

Il existe deux types d’indicateurs :

• 1- Les indicateurs sous forme de papier

• 2- Les indicateurs liquides

Démarche à suivre pour trouver la nature d’un liquide :

1. Mettre 10 gouttes du liquide à tester dans un alvéole de la plaque à godets.

2. Placer une languette de papier de tournesol rouge dans le liquide à tester.

3. Noter le résultat dans le tableau des résultats.4. Placer une languette de papier de tournesol

bleu dans le liquide à tester.5. Noter le résultat dans le tableau des résultats.6. Déterminer la nature acide, basique ou neutre

du liquide testé.7. Nettoyer et ranger le matériel.

1re possibilité:

• Le papier de tournesol bleu reste bleu.

• La papier de tournesol rouge devient bleu.

Donc, il s’agit d’un liquide de nature basique.

(pH > 7)

Truc:

BASE = BLEU

2e possibilité:

• Le papier de tournesol rouge reste rouge.

• La papier de tournesol bleu devient rouge.

Donc, il s’agit d’un liquide de nature acide.

(pH < 7)

Truc:

Brûlement d’estomac = acide= couleur rouge

3e possibilité:

• Le papier de tournesol bleu reste bleu.

• La papier de tournesol rouge reste rouge.

Donc, il s’agit d’un liquide de nature neutre

(pH = 7)

Les indicateurs colorés(bleu de bromothymol, etc) 1. Mettre 10 gouttes du liquide à tester dans

un alvéole (#1) de la plaque à godets.2. Mettre 2 gouttes de l’indicateur coloré

dans l’alvéole #1.3. Noter la couleur obtenue dans le tableau

des résultats.4. Déterminer le degré d’acidité du liquide

(l’intervalle) testé à l’aide de l’échelle de couleur de l’indicateur.

5. Nettoyer et ranger le matériel.

Zone de virage :

• On appelle zone de virage de l'indicateur; cette zone intermédiaire où la couleur observée est celle du mélange des deux couleurs soit celle en milieu très basique et celle en milieu très acide.

Indicateurs colorés

Couleur en milieu acide

Zone de virage (pH)

Couleur en milieu basique

Bleu de bromothymol Jaune 6,0 à 7,6

Bleu

Phénolphtaléine

Incolore

8,2 à 10 Fuchsia

Jaune d’alizarine Jaune 10,1 à 12 Rouge

Vert

Rose

Orange

COULEUR de la zone de virage ?

Indicateurs colorés

Couleur en milieu acide

Zone de virage (pH)

Couleur en milieu basique

Bleu de bromothymol Jaune 6,0 à 7,6

Bleu

Phénolphtaléine

Incolore

8,2 à 10 Fuchsia

Jaune d’alizarine Jaune

10,1 à 12

Rouge

Vert

Rose

Orange

6. Identification d’un gaz

A) La réaction d’un gaz à l’éclisse enflammée(Propriété caractéristique chimique)

Définition: La réaction de l’éclisse de bois

indique la présence ou l’absence d’un gaz

explosif.

Démarche à suivre:

1- Allumer une éclisse de bois.

2- Ouvrir brièvement l’éprouvette et placer immédiatement l’éclisse de bois enflammée dans l’éprouvette.

3- Noter le résultat.

4- Conserver l’éclisse enflammée pour le deuxième test.

Résultat au test:

• S’il y a une explosion, cela indique que le gaz testé est du dihydrogène. (H2 )

• S’il ne se passe rien = Faire le deuxième test

B) La réaction d’un gaz au tison(Propriété caractéristique chimique)

Définition: La réaction du tison indique la présence ou l’absence d’une substance pouvant générer une combustion.

Démarche à suivre:

1- Allumer une éclisse de bois puis l’éteindre.

2- Ouvrir brièvement l’éprouvette et y insérer immédiatement le tison.

3- Noter le résultat.

http://video.google.ca/videosearch?q=oxyg%C3%A8ne+%2B+feu&hl=fr&emb=0&aq=f#

Résultat au test:

• Si le tison se rallume, cela indique que le gaz testé est du dioxygène (O2).

• Si le tison s’éteint complètement, il s’agit probablement de CO2 ou H2. Faire le troisième test.

• S’il ne se passe rien = Faire le troisième test

C) La réaction d’un gaz à l’eau de chaux

(Propriété caractéristique chimique)

Définition: La réaction de l’eau de chaux

indique la présence ou l’absence du dioxyde de

carbone.

Démarche à suivre:

1- Verser de l’eau de chaux dans l’éprouvette contenant le gaz inconnu. (1/4 éprouvette)

2- Noter le résultat.

Résultat au test:

• Si l’eau se brouille, cela indique que le gaz testé est du dioxyde de carbone. (CO2)

• S’il ne se passe rien = …!