De quoi sont constitués les liquides d'usage courant

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Les exercices et leurs corrigés, c'est ici (à venir).

Cette partie du programme est l'occasion d'aborder enfin la chimie. La question de la constitution des liquides nous aménera inévitablement à évoquer la structure de la matière. Dans un premier temps, toutefois, la question de la sécurité sera l'occasion de préparer les travaux pratiques.

I - Chimie et sécurité

Les liquides d'usage courant se répartissent en deux catégories :

  • ceux qui sont naturels (l'eau, le lait, ...)
    • ceux qui sont souvent issus de l'industrie (sodas, produits d'entretien, ...)
Pour chacun d'eux, il peut exister des précautions à prendre et il est indispensable de connaître les risques lors de leur utilisation ou du mélange de liquides. Ainsi, certains liquides nous sont naturellement nocifs (poisons, produits corrosifs, …). Mais d'autres, pouvant paraître anodins peuvent, lorsqu'ils sont mis ensemble, devenir dangereux. Par exemple, on peut utiliser du savon et du salpêtre pour fabriquer de la nitroglycérine (explosif puissant). Plus anodin encore, il faut savoir que l'eau de javel est une grosse réserve de dichlore (gaz irritant qui peut brûler les voies respiratoires). Il ne faut jamais verser d'acide dans l'eau de javel (acide chlorhydrique, vinaigre, citron, urine - ça veut dire ne pas faire pipi dedans ! -, ...), au risque de se brûler si on respire le gaz produit.
Le lien suivant vous donne des informations sur la sécurité : http://www.spectrosciences.com/spip.php?article52

a - Le tableau des pictogrammes

Tableau des pictogrammes

b - Les précautions à prendre

Nous utiliserons en travaux pratiques de chimie des liquides peu dangereux ou dilués. Toutefois, afin de protéger les vêtements, la peau et les yeux de tout risque, il faudra impérativement utiliser une blouse, des gants et des lunettes de protection. Cet usage est d'ailleurs un des critères de notation lors de l'examen.

c - Le matériel

Le matériel le plus courant est la verrerie, qui est fragile. Il faut donc la manipuler avec précaution. Nous aurons également besoin de chauffe-ballon ou de capteurs divers (température, pH, ...), ainsi que d'un ordinateur équipé d'un logiciel d'acquisition et de traitement.
Pour mémoire, la verrerie usuelle est la suivante :

Verrerie 1. Burette graduée
2. Eprouvette graduée
3. Fiole jaugée
4. Pissette
5. Bécher
6. Erlemeyer
7. Entonnoir
8. Capsule
9. Pipette simple
10. Pipette jaugée
11. Pipette graduée
12. Agitateur en verre
13. Verre de montre
14. Poire d'aspiration
15. Pipeteur
16. Spatule

Ce site pour vous amuser à la retrouver : http://jmpodvin2000.free.fr/Seconde/seconde%202001%20chimie/materiel.htm

II - Constitution de la matière

Les chapitres suivants sont indispensables à la compréhension de la matière (cliquer sur le titre).

a - Notion d'élément chimique

Résumé : La matière est constituée de "particules" extrêmement petites appelés éléments chimiques et représentés par les atomes.

b - Structure de l'atome et classification périodique

Résumé : Les atomes, contrairement à leur nom (ils viennent du mot grec atomos qui signifie insécable), sont constitués de particules encore plus petites. Ce sont les protons, les neutrons et les électrons.

c - La classification périodique des éléments

Résumé : Dimitri Mendéle&itrema;v a proposé en 1885 de classer tous les éléments chimiques dans un tableau en lignes et en colonnes. Cette idée (géniale) permet de déduire de nombreuses propriétés ainsi que la structure des atomes qui s'y trouvent.

d - Molécules et réactions chimiques

Résumé : Les molécules sont des assemblages d'atomes. Ainsi, au cours des réactions chimiques, les atomes se recombinent pour former d'autres molécules en accord avec la loi de Lavoisier (Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme).

e - Etude des réactions chimiques

Résumé : L'écriture des réactions chimiques permet de prévoir les corps qui seront crées, ainsi que les quantités exactes de réactifs à utiliser.

f - Ions et composés ioniques

Résumé : La matière peut dans certaines circonstances être constituées de corps électriquement chargés : les ions. Ce sont des atomes qui ont gagné ou perdu un ou plusieurs électrons. Dans les solutions, on détermine leurs quantités par la notion de concentration (molaire, ou massique).

III - Que contiennent les liquides ?

Dans le chapitre précédent, nous avons vu que la matière peut être constituée :

  • d'atomes
  • de molécules ("assemblage" d'atomes)
  • d'ions (atomes qui ont gagné ou perdu un ou plusieurs électrons)

Nous retrouvons bien entendu les mêmes possibilités dans les liquides, qui peuvent être

  • Des corps purs simples (constitués de molécules ou d'ions monoatomiques)
  • Des corps purs composés (constitué de molécules ou d'ions polyatomiques)
  • Des mélanges (associations de plusieurs corps purs)
Les liquides d'usage courant sont généralement des corps purs composés ou des mélanges.