section 1 les substances pures -...

SYNERGIE • Fiches SAVOIRSReproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. C81

NOM : GROUPE : DATE : SAVOIRS

S 37Chapitre 3 • L’univers matérielSection 1 • L’organisation de la matière, p. 220 et 222

Les substances pures1. Complétez le schéma suivant.

Les substances pures

Définition de substance pure :

Chaque substance pure possède des propriétés qui lui sont propres. Pour identifier les substances pures,

on peut se servir de leurs

Il est impossible de séparer ce type de substance

pure en composants plus simples.

Définition d’élément :

Exemples :

On peut séparer ce type de substance pure en ses

différents éléments par des transformations

chimiques.

Définition de composé :

Exemples :

On divise les substances pures en deux catégories.

Une substance pure est constituée d’un seul type de particules,

que ce soit des atomes ou des molécules.

propriétés caractéristiques.

Les éléments Les composés

Substance pure

formée d’une seule sorte d’atomes. Ces

atomes peuvent être isolés ou

assemblés en molécules formées de

plusieurs atomes identiques.

Or (Au), dioxygène (O2).

Substance pure

formée de la combinaison de deux ou

de plusieurs atomes différents.

Sel de table (NaCl), sulfate

de cuivre (CuSO4 ), hydroxyde de sodium

(NaOH).

C O R R I G É

SYNERGIE • Fiches SAVOIRS Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. C82


S 38

NOM : GROUPE : DATE : NOM : GROUPE : DATE :

Chapitre 3 • L’univers matérielSection 1 • L’organisation de la matière, p. 222 à 225

NOM : GROUPE : DATE :

Les mélanges homogènes et hétérogènes1. Définition de mélange :

Les types de mélanges

2. Il existe deux types de mélanges :

• Les mélanges

On leur donne aussi le nom de

Définition :

Nombre de phases visibles :

Exemples :

• Les mélanges

Définition :

Nombre de phases visibles :

Ce deuxième type de mélange se subdivise en trois catégories.

Définition : Mélange dont les constituants,même mélangés, se séparentrapidement en

Exemple :

Définition : Mélange dans lequel lesparticules flottent ou restent« suspendues ». Elles peuventrester en suspension pendant

Exemple :

Définition : Mélange dans lequel lesparticules en suspensionsont si petites que le mélangesemble parfaitement homogène.Elles ne se séparent qu'après

Exemple :

C O R R I G É

Substance qui contient plus d’une sorte de particules. C’est

l’opposé d’une substance pure.

homogènes.

Mélanges composés d’au moins deux

substances pures et dont les particules sont réparties

uniformément.

Mélanges composés d’au moins deux

substances pures et dont les particules

ne sont pas réparties uniformément.

On distingue au

moins deux phases visibles à l’œil nu ou au

microscope.

On distingue une

seule phase visible, soit une seule partie visible.

solutions.

Vinaigre, laiton, air, eau sucrée colorée.

hétérogènes.

Mélange hétérogène simple Suspension Colloïde

phases distinctes.plusieurs minutes ou

quelques heures. un long temps de repos.

Mélange d'huile et

d'eau.

Jus d'orange et

pulpe, mélange de sable et

d'eau.

Mayonnaise, lait

homogénéisé, pigments dans

la peinture.



S 39Chapitre 3 • L’univers matérielSection 1 • L’organisation de la matière, p. 225 et 226

1/2

Le modèle particulaire1. Définition de modèle :

2. Les quatre caractéristiques essentielles d’un bon modèle :

•

•

•

•

3. Définition de modèle particulaire :

4. Nommez les cinq énoncés de la théorie du modèle particulaire.

Énoncés Explications

a)

b)

c)

d)

e)

Toute matière se compose de particules plus oumoins espacées les unes des autres. Ces particulessont les atomes et les molécules.

Par exemple, les particules de sucre seronttoujours différentes de celles de l’eau : elles neseront pas constituées des mêmes atomes etn’auront pas la même taille ou la même masse.

Il existe des forces d’attraction et des liens entreles différentes particules formant la matière. Plusles particules sont rapprochées, plus ces forcessont importantes.

Les particules possèdent une certaine quantitéd’énergie qui leur permet de se déplacer.

Plus la température d’une substance est élevée,plus ses particules possèdent de l’énergie.Cela se traduit par une agitation ou undéplacement plus rapide des particules.

Toute matière se compose de particules

minuscules.

Chaque substance pure possède son

propre type de particules.

Les particules s’attirent mutuellement.

Les particules sont toujours

en mouvement.

Les particules dont la température est

plus élevée se déplacent plus vite, en

moyenne, que les particules dont la

température est plus basse.

Il met en relation plusieurs observations.

Il est simple à comprendre.

Il permet d’expliquer la réalité qu’il représente et de prédire de nouveaux

phénomènes.

Il est perfectible : il est toujours possible de le modifier avec l’apport de nouvelles

connaissances.

Représentation visible d’une situation abstraite, difficilement

accessible ou carrément cachée.

Modèle qui permet d’expliquer certains comportements

et certaines propriétés de la matière.

C O R R I G É


5. Complétez le tableau suivant, qui résume les états de la matière selon le modèleparticulaire.


S 39 2/2

État Liquide

Représentation àl'aide du modèleparticulaire

Disposition desparticules

Espacement entreles particules

Forces d'attractionentre les particules

Déplacement desparticules

Les particules sont trèsordonnées.

Les particules vibrent, sans se déplacer.

Les particules sontrelativement liées les unes aux autres.

Les particules sont trèsespacées.

C O R R I G É

Les particules sont peu

ordonnées.

Les particules sont très

désordonnées.


rapprochées les unes

des autres.

Les particules sont

relativement près les

unes des autres.


liées les unes aux

autres.

Les particules sont peu

liées les unes aux

autres.

Les particules se

déplacent légèrement.

Les particules se

déplacent rapidement

dans toutes les

directions.

Solide Gazeux



Les propriétés de la matière1. Définition de propriété :

2. La connaissance des propriétés des substances permet :

•

•

•

3. On distingue plusieurs types de propriétés :

a) Les propriétés physiques et les propriétés chimiques.

b) Les propriétés non caractéristiques et les propriétés caractéristiques.

c) Pourquoi les propriétés non caractéristiques ne permettent-elles pas l’identificationprécise d’une substance?

SAVOIRS

S 40Chapitre 3 • L’univers matérielSection 2 • Les propriétés de la matière, p. 229 à 231

Propriétés physiques Propriétés chimiques

Définition

Trois exemples •

•

•

•

•

•

Propriétés caractéristiques Propriétés non caractéristiques

Définition

Deux exemples •

•

•

•

Information qu’on emploie pour décrire une substance.

d’identifier les substances ;

de déterminer l’usage des substances;

de déterminer l’effet des substances sur l’être humain et sur l’environnement.

Parce qu’elles sont partagées par un grand nombre de substances ou parce qu’elles

varient pour une même substance pure.

Propriétés qu’on peut observer ou

mesurer sans modifier la nature

d’une substance.

Propriétés qui décrivent la façon

dont deux substances réagissent au

contact l’une de l’autre. Les

propriétés chimiques indiquent

donc la modification de la nature

d’une substance.

Couleur, odeur, état de la matière,

point de fusion, etc.

Combustibilité, réaction au

contact de l’eau, réaction au

contact d’un acide, etc.

Propriétés physiques ou chimiques

qui permettent d’identifier

précisément une substance.

Propriétés physiques ou chimiques

qui ne permettent pas d’identifier

précisément une substance.

Couleur, odeur, état de

la matière, texture.

Point de fusion, point d’ébullition,

masse volumique, solubilité.

C O R R I G É

SYNERGIE • Fiches SAVOIRS Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc.

Les propriétés physiques caractéristiques : le point de fusion et le point d’ébullition

1. a) Définition de point de fusion :

b) Définition de point d’ébullition :

c) Unité de mesure utilisée pour exprimer les températures de fusion et d’ébullition :

Les points de fusion et d’ébullition de différentes substances pures

2. a) Raison pour laquelle on doit indiquer la valeur de la pression à laquelle ces

températures ont été prises :

b) Par exemple :

• Si la pression augmente, la température d’ébullition sera .

• Si la pression diminue, la température d’ébullition sera .

3. Exemple qui démontre l’utilité de connaître la température de fusion ou d’ébullition

des substances pures :


C86

SAVOIRS

S 41Chapitre 3 • L’univers matérielSection 2 • Les propriétés de la matière, p. 232 et 233

Chaque substance pure passe de l’état solide àl’état liquide et de l’état liquide à l’état gazeux àdes températures précises. Selon le type desubstance, la température à laquelle ces

changements d’état se produisent varieénormément. On peut trouver les températures defusion et d’ébullition de plusieurs substances à lapage 232 du manuel.

Les variations de pression modifient les températures de

fusion et d’ébullition des substances pures.

Température à laquelle un solide devient liquide.

Température à laquelle un liquide devient gazeux.

°C

plus élevée

plus basse

Les pièces d’équipement supportant de grandes chaleurs doivent

avoir un point de fusion plus élevé que la température maximale qu’elles auront à supporter.

En cuisine, on utilise de l’huile pour les frites à cause de son point d’ébullition élevé.

C O R R I G É


Chaque substance possède une masse volumique qui lui est propre. La masse volumique de plusieurssubstances est présentée à la page 235 du manuel.


Les propriétés physiques caractéristiques : la masse volumique

1. a) Définition de masse volumique :

b) Unités généralement utilisées pour exprimer la masse volumique

• des solides :

• des liquides :

Le calcul de la masse volumique

2. a) Pour déterminer la masse volumique d’une substance, on calcule son rapport

, c’est-à-dire qu’on divise

par

b) Formule de la masse volumique :

où p =

m =

V =

c) Raison pour laquelle on doit indiquer la température et la pression auxquelles lesmesures des masses volumiques ont été effectuées :

La masse volumique de différentes substances

3. Exemple qui démontre l’utilité de connaître la masse volumique des substances :

SAVOIRS


mV

p = ou

ou

La masse volumique d’une substance varie en fonction de ces facteurs.

Mesure de la quantité de matière qui se trouve dans

un espace donné.

kg/m3, g/cm3

g/mL

masse/volume sa masse

son volume

masse volumique (g/mL g/cm3)

masse de substance

volume de substance (mL cm3)

(g)

La masse volumique d’une substance détermine l’usage qu’on peut en faire. Par exemple, la

fabrication de certains objets nécessite l’emploi de matériaux à la fois résistants et légers, etc.

C O R R I G É



1/2

Les propriétés physiques caractéristiques : la solubilité (solvant et soluté)

1. a) Définition de solution :

b) Définition de soluté :

c) Définition de solvant :

2. Dans une solution, la substance qui est présente en plus petite quantité est

et la substance qui est en plus grande quantité

est .

3. a) Lorsqu’une substance peut être dissoute dans un solvant, on dit que cette

substance est .

b) Lorsqu’une substance ne peut être dissoute dans un solvant, on dit que cette

substance est .

4. Les solutions saturées et insaturées


SolutionTypes

de solutions Solution

Définition

Exemple

Solution dans laquelle un soluté ne

peut plus se dissoudre à une

température précise.

Solution dans laquelle il est encore

possible de dissoudre

un soluté.

Mélange homogène formé d’un ou de plusieurs solutés et d’un

solvant.

Substance qui est dissoute par un solvant.

Substance dans laquelle un soluté peut être dissous.

le soluté

le solvant

insoluble

saturée insaturée

C O R R I G É

soluble



S 43 2/2

La solubilité

5. a) Définition de solubilité :

b) Unité généralement utilisée pour exprimer la solubilité :

6. On doit mesurer la solubilité d’une substance à une et à une

données.

La solubilité de différentes substances

7. Exemple qui démontre l’utilité de connaître la solubilité des substances :

L’effet de la température sur la solubilité

8. a) Souvent, plus le solvant est chaud, plus sa capacité de dissoudre un soluté est

élevée, car plus les particules

b) Il y a des exceptions à cette règle. Il existe des substances qui ont une meilleure

solubilité lorsque la température du solvant est basse: ce sont les .

L’effet de la nature du soluté et de celle du solvant sur la solubilité

9. a) Selon le type de particules qui les composent, certaines substances se dissoudront

facilement dans l’eau. Ces substances sont dites .

b) D’autres se dissoudront plus facilement dans des solvants gras comme l’huile.

Ces substances sont dites .

c) Une substance liposoluble ne se dissout pas dans l’eau, car ses particules

Chaque substance possède, pour un solvant donné, une solubilité qui lui est propre. La solubilité decertaines substances dans l’eau est présentée à la page 239 du manuel.

g/100 mL

Propriété qui désigne la quantité maximale de soluté pouvant

être dissoute dans un volume donné de solvant, ce qui permet l’obtention d’une solution

saturée.

température

Il faut connaître les meilleurs solvants pour dissoudre certaines substances qu’on désire

enlever, comme le vernis sur un meuble ou sur les ongles, par exemple.

d’un solvant acquièrent de la chaleur et par conséquent

de l’énergie, plus elles se déplacent rapidement et s’éloignent les unes des autres. Il y a

donc un plus grand espace entre chacune des particules. Ces espaces entre les

particules du solvant permettent l’insertion d’un plus grand nombre de particules de

soluté.

gaz

hydrosolubles

liposolubles

ont tendance

à demeurer très près les unes des autres et à rester liées au lieu de se disperser dans le

solvant.

C O R R I G É

pression



Les propriétés des solutions : la concentration À la différence des substances pures, les solutions possèdent des propriétés physiques quivarient selon la nature et la quantité du ou des solutés.

L’effet de la nature des constituants

1. Exemple qui montre que les propriétés d’une solution varient selon la nature des

constituants:

L’effet de la concentration des constituants

2. Les propriétés physiques varient en fonction de la quantité de soluté dissous. Par

exemple, plus on dissout de soluté dans l’eau, plus la température d’ébullition du

solvant sera .

Le calcul de la concentration

3. Définition de concentration d’une solution :

4. Tableau synthèse des types de solutions

SAVOIRS


1/3

Solution Solution

Définition

Exemple

Types de solutions

Solution qui contient une quantité

importante de soluté dissous par

rapport au volume de la solution.

Solution qui contient une faible

quantité de soluté dissous par

rapport au volume de la solution.

concentrée diluée

élevée

C O R R I G É

Plusieurs réponses possibles. On peut obtenir une solution acide ou basique

selon la nature du soluté qu’on y dissout. On peut aussi obtenir une solution aqueuse qui

laissera passer ou non l’électricité selon la nature du soluté qu’on y dissout.

Rapport entre la quantité de soluté utilisée et

la quantité totale de solution.


5. La formule générale employée pour exprimer ce rapport est la suivante :

6. La concentration peut s’exprimer à l’aide de différentes unités de mesure.

a) On peut utiliser les unités habituelles de masse et de volume, par exemple :

b) On doit effectuer les calculs suivants pour trouver la valeur de la concentration :

En g/L :

C(solution) = où C(solution) =

m(soluté) =

V(solution) =

En mL/L :

C(solution) = où C(solution) =

V(soluté) =

V(solution) =

Pour convertir une concentration exprimée en mL/L ou en mL/100 mL, on doitutiliser des rapports équivalents.

7. La concentration d’une solution peut aussi s’exprimer en pourcentage. Ce pourcentage

donne le rapport entre

8. Il existe trois façons d’exprimer la concentration en pourcentage :


C92

SAVOIRS

S 45 2/3

Façon d’exprimer laconcentration en

pourcentageUtilisé lorsque : Formule Exemple

Un yogourt à 2 %

m/m de matières

grasses contient

g de gras par

g de yogourt.

C en % m/m = × 100

=

la quantité de soluté par 100 parties de solution.

g/L, g/100 mL, mL/L, etc.

concentration de la solution en g/L

masse du soluté en g

volume de la solution en L

concentration de la solution en mL/L

volume du soluté en mL

volume de la solution en L

m(soluté)

V(solution)

V(soluté)

V(solution)

Les quantités

de soluté et de

solution sont

exprimées en

unités de masse.

Pourcentage

masse/masse

(% m/m)

masse (soluté)

masse (solution)2

100

C O R R I G É

ConcentrationQuantité de soluté

Quantité de solution



La préparation d’une solution d’une concentration donnée

9. Énumérez les quatre étapes de la préparation d’une solution d’une concentration donnée.

a)

b)

c)

d)

SAVOIRS

S 45 3/3

Façon d’exprimer laconcentration en

pourcentageUtilisé lorsque : Formule Exemple

Pourcentage masse/volume

La quantité desoluté est expriméeen unités de masse,et la solution, envolume.

Un sérum à 5 % m/V

contient g

de glucose par

mL de

solution.

Une bouteille

d’alcool à friction

sur laquelle est

indiquée 70 % V/V

contient mL

d’isopropanol par

mL de

solution.

C en % m/V = × 100

C en % V/V = × 100

Volume(solution)

masse(soluté)

Volume(solution)

Volume(soluté)

100

5

100

70

Les quantités de

solvant et de

solution sont

exprimées en

unités de

volume.

Pourcentage

volume/volume

Symbole : % V/V

Symbole : % m/V

À l’aide des formules mathématiques, on détermine la quantité exacte de soluté

nécessaire pour préparer la quantité de solution voulue.

On pèse ensuite, à l’aide d’une balance, la quantité de soluté requise. Pour un soluté

liquide, on mesure le volume nécessaire à l’aide d’un cylindre gradué.

Dans un erlenmeyer, on dissout le soluté dans un volume égal à la moitié du volume de

solution désiré.

Une fois le soluté dissous, on verse la solution dans un cylindre gradué et on ajoute du

solvant jusqu’au volume de solution désiré.

C O R R I G É

SAVOIRS

S 46Chapitre 3 • L’univers matérielSection 3 • Les transformations de la matière, p. 253 et 254


Les transformations de la matièreLes transformations physiques

1. Définition de transformation physique :

Les transformations chimiques

2. Définition de transformation chimique :

3. Nommez les quatre indices qui peuvent aider à déterminer s’il s’agit d’unetransformation chimique et donnez un exemple pour chaque indice.


C94

Indices Exemples

(comme unehausse ou une baisse de température, ou undégagement de lumière)

Une transformation physique survient lorsque

l’apparence d’une substance est changée sans que sa nature soit modifiée.

Une transformation chimique a lieu lorsque deux

ou plusieurs substances qu’on nomme « réactifs » interagissent pour en créer de nouvelles

qu’on nommera «produits ».

Changement de couleur Présence de rouille sur le fer ; couleur brune d’un

cœur de pomme.

Formation d’un gaz Formation de bulles de gaz dans un mélange de

bicarbonate de sodium et de vinaigre.

Formation d’un précipité Eau de chaux qui se brouille au contact du

dioxyde de carbone.

Glace instantanée qu’on trouve dans les trousses de

premiers soins.

Variation énergétique

C O R R I G É



Les transformations physiques : la dilution1. Définition de dilution :

2. Il y a deux façons de diluer une solution :

A. Par ajout de solvant.

• Si on augmente le volume de la solution dans une certaine proportion tout en

conservant la même quantité de soluté, la concentration de la solution

.

• Par exemple, si on double le volume de la solution en y ajoutant du solvant,

sa concentration diminuera .

B. En prélevant une partie de la solution initiale et en y ajoutant du solvant.

Une formule nous permet de calculer les quantités recherchées lors d’une dilution, soit:

= où C1 =

C2 =

V1 =

V2 =

Donc, si l’on veut calculer le volume de la solution initiale à prélever pour y ajouter

ensuite le volume de solvant nécessaire à l’obtention du volume de solution finale

désiré, on isole V1 dans la formule précédente et on obtient :

V1 =

SAVOIRS

S 48Chapitre 3 • L’univers matérielSection 3 • Les transformations de la matière, p. 259 à 263

C O R R I G É

C1V1 C2V2 concentration de la solution initiale

concentration de la solution finale

volume à prélever de la solution initiale

volume souhaité de la solution finale

Procédé qui permet d’obtenir une solution finale d’une

concentration moindre que la solution de départ.

diminuera dans les mêmes proportions

de moitié

C2V2

C1


SAVOIRS

S 49Chapitre 3 • L’univers matérielSection 3 • Les transformations de la matière, p. 263 à 267

1/3

Les transformations physiques : le changement de phase1. Les trois états ou phases possibles de la matière :

•

•

•

2. Définition de changement de phase :

3. Tableau synthèse des changements d’état de la matière.


Changement d’état Définition Exemple

Passage de l’état solide à l’état liquide

Passage direct de l’état gazeux à l’état solide

Passage lent de l’état liquide à l’étatgazeux (se fait à une température infé-rieure à la température d’ébullition)

Passage de l’état gazeux à l’état liquide

La cire liquide d’une bougie qui se fige lorsqu’elle refroidit.

Un parfum sous forme solide qui sert à désodoriser une pièce.

L’eau qui bout.

Lorsqu’une substance passe d’un état à l’autre, on

dit qu’elle effectue un changement de phase.

Phase gazeuse

Phase liquide

Phase solide

Fusion

Solidification

Sublimation

Condensation

solide

Ébullition

Évaporation

Condensation

Passage de l’état liquide à l’état

solide

Passage direct de l’état solide à

l’état gazeux

Passage rapide de l’état liquide àl’état gazeux avec un apport dechaleur important

La glace qui fond.

La vapeur d’eau qui gèle en

formant du givre sur les fenêtres.

Un vêtement qui sèche sur une

corde à linge.

La vapeur d’eau qui se

transforme en buée dans

les lunettes.

C O R R I G É


L’explication des changements de phase par le modèle particulaire

4. Complétez la phrase suivante :

a) Pour passer de l’état solide à l’état liquide (ou de liquide à gazeux), les particules

de matières doivent acquérir (un apport de

chaleur, par exemple) pour vibrer jusqu’à ce que les liens qui les unissent soient

ou rompus.

b) Pour retourner à l’état , les particules doivent perdre de

afin de moins s’agiter et de permettre aux forces

d’attraction entre les molécules de .

Le diagramme de changements de phase

5. Complétez le schéma des changements de phase de la matière.

6. À quoi sert un diagramme de changements de phase?

7. a) Définition de palier :

b) À quel moment une substance atteint-elle un palier ?


S 49 2/3

Intervalle de temps au cours duquel la température demeure

stable.

Il permet de représenter, en fonction du temps, l’évolution de la température d’une substance

qu’on chauffe ou qu’on refroidit.

Au moment des changements

de phase.

suffisamment d’énergie

affaiblis

s’exercer à nouveau

solide

l’énergie

C O R R I G É

Fusion

Subl

imat

ion

Cond

ensa

tion

solid

e

Condensation

Ébullition et

évaporation

Solidification



8. a) Observez le diagramme suivant, puis complétez le tableau.

Les changements de phase de l’eau

où

b) Quel est le nom du changement d’état observé au cours du palier B-C?

c) Quel est le nom du changement d’état observé au cours du palier D-E?

SAVOIRS

S 49 3/3

Portion dela courbe

État(s) de lamatière

A-B

B-C

C-D

D-E

E-FTem

péra

ture

(°C)

Temps(min)

20

40

60

80

100

120

0

-20

-40

-60

-80

A

B C

D

E

F

Fusion

Ébullition

Solide

Solide + liquide

Liquide

Liquide + gazeux

Gazeux

C O R R I G É

section 1 les substances pures -...

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