Exercice 1 : extraction liquide-liquide Solvant eau ...

1 1 Exercice 1 : extraction liquide-liquide On rappelle que la masse de 1,0L d eau est de 1,0kg A partir des donn es figurant dans le tableau ci-contre, r ponds aux questions suivantes : 1. comment est d finie la densit d d un liquide ? On d finit la densit d d un liquide comme le rapport entre la masse de 1,0L de ce liquide et la masse de 1,0L d eau : d(liquide) = masse de 1,0L de liquide masse de 1,0L d eau La densit est une grandeur sans unit . d(eau) = 1,0 2. D duis de cette d finition la masse de 1,0L d ther . d( ther) = masse de 1,0L d ther masse de 1,0L d eau donc masse de 1,0L d ther = 0,71 x 1,0 = 0,71kg = 710g 3.

2 Comment est d finie la masse volumique mV d un liquide ? La masse volumique mv d un liquide est obtenue en divisant la masse m de ce liquide par le volume V correspondant : mv = avec m en g, V en L et mv en 1. 4. Calcule la masse volumique de l ther. Masse de 1,0L d ther = 710g donc mv( ther) = 710 1 = 710 1. 5. On introduit dans un tube essai 2mL d eau et 2mL d thanol, puis on agite et on laisse reposer le m lange. D cris ce que l on observe en le justifiant. L eau et l alcool sont des liquides miscibles donc en les m langeant on obtient un seul liquide homog ne.

3 6. M me question si on m lange dans un autre tube 2mL d eau et 5mL d ther. Fais ci-contre un sch ma de l exp rience apr s avoir laiss reposer le m lange. L eau et l ther sont des liquides non miscibles donc, m me apr s agitation, on obtient 2 phases s par es. L ther qui est moins dense que l eau se trouve au dessus de l eau. 7. Le sirop d orgeat est une solution aqueuse sucr e contenant un ar me l odeur d amande am re : le benzald hyde. On se propose d extraire le benzald hyde de ce sirop. Qu est-ce qu une solution aqueuse ? Le liquide obtenu apr s dissolution d un solut dans le Solvant eau est une solution aqueuse de ce solut.

4 Pour effectuer cette extraction , on introduit 20mL de ce sirop dans une ampoule d canter et on rajoute 50mL d un Solvant choisir parmi l thanol et l ther. Lequel de ces deux solvants n est pas utilisable pour cette extraction ? pourquoi ? L thanol n est pas utilisable car il est miscible l eau, donc il va se m langer au sirop d orgeat et on obtiendra une seule phase liquide. L autre Solvant te para t-il bien adapt cette extraction ? L ther est bien adapt cette extraction car il n est pas miscible l eau, et le benzald hyde que l on souhaite extraire du sirop d orgeat est tr s soluble dans l ther mais peu soluble dans l eau.

5 On agite l ampoule d canter puis on laisse reposer. Fais ci-contre un sch ma annot du dispositif Le benzald hyde quitte le Solvant eau pour aller dans le Solvant ther o il est beaucoup plus soluble. Il reste le sucre du sirop dans le Solvant eau car il y est tr s soluble. Que faut-il faire pour r cup rer dans un b cher la phase liquide contenant le benzald hyde ? On ouvre le robinet pour r cup rer dans un premier b cher la solution aqueuse qui se trouve en bas de l ampoule. Puis on remplace le b cher par un autre propre pour r cup rer ensuite la phase organique Solvant eau thanol ther temp rature d bullition 100 C 80 C 35 C densit 1,0 0,80 0,71 miscibilit l eau oui oui non solubilit du benzald hyde peu soluble tr s soluble tr s soluble m V ther eau tube essai ampoule d canter b cher solution aqueuse contenant le sucre ther contenant le benzald hyde support 2 Substance positive Exercice 2 : constitution d un atome 1.

6 En 1902 le chimiste Thomson avait imagin un mod le de l atome ressemblant un pudding (p te contenant des raisins secs) : une boule remplie d une substance charg e positivement dans laquelle des lectrons seraient immerg s. En 1911 Rutherford a r alis une exp rience qui a contredit cette repr sentation de l atome. D cris cette exp rience et explique pourquoi elle contredit le mod le (la repr sentation) propos e par Thomson. Une roche radioactive met des particules (noyaux d h lium constitu s par 2 protons et 2 neutrons, donc charg s positivement) en direction d une feuille d or tr s fine (0,1 m).

7 Seules quelques tr s rares particules (1 sur 100000 environ) sont d vi es : donc elles passent proximit , ou rebondissent, sur un condens de mati re de dimensions tr s petites, et charg positivement, appel noyau . La plupart des particules traversant la feuille d or sans tre d vi es, on peut en d duire que la mati re est constitu e essentiellement de vide, contrairement ce que pr tendait Thomson. 2. Quelle est la constitution d un atome de phosphore P ? 15 protons, 31 15=16 neutrons et 15 lectrons. 3. Calcule la masse de cet atome (la masse d un nucl on est m=1, 27kg et la masse d un lectron m =9, 31kg) La masse des lectrons est n gligeable devant celle du noyau donc m(atome) = m(noyau) = 31x1, 27 = 5, 26kg 4.

8 Combien y a-t-il d atomes de phosphore dans un chantillon de masse M=31,0g = 31, 3kg n(atomes) = m( chantillon) / m(atome) = 31, 3 / 5, 26 = 6, atomes 5. Quelle est la structure lectronique de cet atome ? 15 lectrons donc K(2) L(8) M(5) 6. Quelles sont les 2 r gles simples que tu as utilis es pour r pondre la question pr c dente. * les lectrons se mettent en priorit sur les couches les plus proches du noyau, * le nombre de places disponibles sur une couche est limit : K 2 places L 8 places M 18 places 7. Qu appelle-t-on atomes isotopes ?

9 Cite un isotope du phosphore P. isotope P Ce sont des atomes qui ont le m me num ro atomique Z, donc le m me nombre de protons dans le noyau et le m me nombre d lectrons autour du noyau, mais un nombre de neutrons diff rent. Ils ont le m me symbole P. Exercice 3 : cristaux ioniques 1. Qu est-ce qu un ion ? Un ion est un atome (ou un groupe d atomes) ayant gagn ou perdu des lectrons. Un ion porte une charge lectrique. 2. Donne deux exemples d ions en citant leurs noms. Ion sulfate SO42 ion cuivre(II) Cu2+ 3. Quelle est la constitution de l ion Al3+ ?

10 13 protons 27 13=14 neutrons 13 3=10 lectrons 4. Quand dit-on que la structure d un solide est cristalline ? Les forces lectriques conduisent un arrangement r gulier des ions les uns par rapport aux autres : on dit alors que la structure du solide ionique est cristalline. Il existe aussi des cristaux mol culaires (sucre) ou atomiques (m taux). 5. A quoi reconna t-on un cristal notre chelle ? A l chelle macroscopique, on peut reconna tre un cristal ses faces naturellement planes et aux angles r p titifs entre ses ar tes. 6. On introduit des cristaux blancs de chlorure d aluminium dans un tube essai.