OBJECTIFS

Utiliser le terme adapté parmi molécule, atome, anion et cation pour qualifier une entité

chimique à partir d’une formule chimique donnée

Définir une espèce chimique comme une collection d’un nombre très élevé d’entités identiques

Exploiter l’électroneutralité de la matière pour associer des espèces ioniques et citer des

formules de composés ioniques

Déterminer la masse d’une entité à partir de sa formule brute et de la masse des atomes qui la

composent

Déterminer le nombre d’entités et la quantité de matière (en mol) d’une espèce dans une masse

d’échantillon

: Acquis : En cours d’acquisition : non acquis

RESSOURCES (Les ressources sont accessibles sur Pronote et le site www.phymie2.jimdofree.com)

Texte : Activité 1 – Quelle entité chimique ?

Texte : Activité 2 – Composés ioniques

Texte : Activité 3 – Combien d’entités chimiques ?

Vidéo - Qu’est-ce qu’une mole ?

TP7 : Prélèvement d’une quantité de matière

TRAVAIL A FAIRE

Consulter les ressources

Compléter la trace écrite (Cours chapitre 3)

S’exercer sur les exercices d'automatisation et d'analyse (pour les plus avancés : parcours autonome)

Faire un résumé du chapitre sous forme de carte mentale

Réaliser le projet demandé

Apprendre le cours régulièrement

Faire des exercices avant le DS

PROJET

Nombre d’Avogadro

CONSTITUTION DE LA MATIERE CHAPITRE 3

Plan de travail

DENOMBRER DES ENTITES

EXCERCER SES COMPETENCES

Correction des exercices sur Pronote

Parcours commun Parcours autonome

Ex1

Ex2

Ex3

Ex4

Ex5

Ex6

Ex7

Ex8

Ex9

Ex10

Ex11

Ex12

Ex13

Ex14

1-Exercices

d'automatisation

2-Exercices d'analyse

Ex15

Ex16

Ex17

Ex18

Ex19

Ex20

Ex21

Ex22

Ex23

Ex24

Ex25

Ex26

Ex27

Ex28

Ex29

Ex30

3- Exercices

d’approfondissement ou de

révision

CHRONOLOGIE

1

I. LA MATIERE A L’ECHELLE MICROSCOPIQUE

1. Les différentes entités chimiques

.

CONSTITUTION DE LA MATIERE CHAPITRE 3

Cours

DENOMBRER DES ENTITES

Il s’agit d’ATOMES : c’est la plus

petite ………………… chimique

électriquement ………………… qui

identifie un élément chimique

Il s’agit d’une …….…………… :

c’est une ………………………

chimique électriquement ………

constituée de …………………… au

moins.

Il s’agit d’…………… : ce sont des

………………. chimiques porteuses

d’une ……………………. électrique.

On distingue les :

- ………………… de charge ………………

- ………………… de charge ………………

➢ A l’échelle ……………………… (Échelle humaine), on

parle d’ ………………… chimiques.

➢ A l’échelle ………………………, on parle d’ ……………

chimiques.

2

2. Masse d’une entité chimique

.

Application :

Sachant que : m(C)= 1,99 x 10-26 kg m(H)= 1,67 x 10-27 kg m(O)= 2,66 x 10-26 kg

Calculer la masse de la molécule de saccharose C12H22O11 :

II. LES COMPOSES IONIQUES

Exemples :

- Sel de cuisine : l’ion sodium …………s’associe avec l’anion …………pour former un composé neutre de

formule simplifiée ………………………

- Chlorure d’aluminium : l’ion aluminium …………s’associe avec ………… ions chlorures de formule

…………pour former un composé neutre de formule simplifiée ………………………

Exemples :

- Sel de cuisine : dans l’eau, il se dissocie en ions …………et …………

- Chlorure d’aluminium : dans l’eau, il se dissocie en ions ………… et …………

La masse d’une entité chimique constituée de plusieurs atomes se calcule faisant la …….……………………

des masses des atomes constituant l’entité en question.

➢ Un composé ionique associe obligatoirement un ……………………… et un ……………………… de

manière à former un ensemble de charge électrique globale ………………………

➢ Mis en solution, le composé ionique se dissocie en ses ……………………… et ………………………

Le principe d’électroneutralité de la matière précise que tout échantillon de matière est

électriquement ………………………

3

Exemples

III. LA MATIERE A L’ECHELLE MACROSCOPIQUE

1. Un grand nombre d’entités chimiques dans un échantillon de matière

On compte des milliards de milliards d’entités chimiques dans le moindre échantillon de matière. Ces nombres

sont difficiles à imaginer, tel le nombre de grains de sable sur la plage !

Exemple : environ 30 millions de milliards de milliards de molécules d’eau dans 1 L

Ce qui définit une espèce chimique au niveau macroscopique dépend de l’entité microscopique qui la compose.

Des paramètres physiques permettent de caractériser ce corps au niveau macroscopique : son état physique à une

température donnée (solide, liquide ou gazeux), sa couleur, sa ………..……………………………….…,

……………………………………, ………………………………………………………………………………….

2. Masse d’un échantillon de matière

Application : le charbon végétal est utilisé dans le traitement des troubles du transit intestinal. Il se présente sous la

forme d'une poudre noire, essentiellement constituée d'atomes de carbone. Une capsule de charbon végétal contient

0,16 g de carbone. Quel est le nombre d’atomes de carbone contenus dans une de ces capsules ? (Donnée : m carbone =

1,99.10-26 kg)

La masse méch d’un échantillon de matière constitué de N entités de masse mentité est définie par :

𝒎é𝒄𝒉 =

➢ Le nom d’un solide ionique commence toujours par celui de l’……………………… et se termine par

le nom du ………………………, mais dans sa formule chimique, c’est le contraire :

4

IV. LA QUANTITE DE MATIERE : LIEN ENTRE LE DOMAINE MICROSCOPIQUE ET

MACROSCOPIQUE

Connaitre le nombre d’entités (atomes, ions, molécules) contenues dans une masse ou un volume donné est important

en chimie, en particulier dans le domaine médical (analyse sanguines, dosage de médicaments, etc.…). Ce nombre

étant trop grand à manipuler, on utilise une grandeur adaptée : la quantité de matière.

Application : Calculer la quantité de matière de carbone contenue dans une des capsules dans l’application

précédente.

➢ Une mole est un ………………………… regroupant ……………………………………. entités chimiques identiques.

Ce nombre invariable et arbitraire porte le nom de constante d'Avogadro, et est notée NA :

NA =

➢ La quantité de matière d'une entité contenue dans un échantillon correspond au nombre de

……………………………… (……………………….……….) de cette entité : elle est représentée par la lettre ………..

et s'exprime en ………………………., de symbole ……………

➢ Le nombre d’entités N dans un échantillon est lié à la quantité de matière n par la relation :

N =

Des espèces chimiques dans le corps humain

Doc.1

Vocabulaire :

Anion Ion de charge négative

Atome Plus petite particule électriquement

neutre qui identifie un élément chimique

Cation Ion de charge positive

Entité

chimique Atome, molécule ou ion

Espèce

chimique Ensemble d’entités chimiques identiques

Ion

(n.m.) Entité chimique porteuse d’une charge

électrique

Molécule Entité chimique électriquement neutre,

constituée de 2 atomes au moins

CONSTITUTION DE LA MATIERE CHAPITRE 3

Activité 1 : Quelle entité chimique ?

Doc.2

Le sang

Chaque cellule, pour vivre, doit en permanence recevoir du dioxygène et des substances nutritives et

évacuer des déchets (dont le dioxyde de carbone). C’est le sang qui permet ses échanges.

Le sang est composé :

- D’une partie liquide : le plasma

- D’une partie solide : les globules rouges (hématies), les globules blancs (leucocytes) et les plaquettes

Le plasma contient de nombreuses espèces chimiques comme :

- Des molécules d’origine alimentaire et issues de la digestion (glucose C6H12O6 , acides aminés, acides

gras)

- Des déchets du métabolisme humain (molécule d’urée CN2H4O …)

- Des ions tels que l’ion sodium Na+, potassium, magnésium …apportés par l’alimentation

Doc.3

QUESTIONS

1. Citer l’espèce chimique majoritaire dont est constitué le corps humain

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

2. Le sang est-il un mélange homogène ou hétérogène ?

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

3. Le plasma est-il un corps pur ou un mélange ?

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

4. Nommer une molécule, un atome, un anion, et un cation présents dans le corps humain :

- Molécule : _____________________________________________________________

- Atome : ________________________________________________________________

- Anion : ______________________________________________________________

- Cation : _________________________________________________________________

5. De quelle entité s’agit-il ?

__________________________________________________________________

______________________________________________________

__________________________________________________________

Les solutions et composés ioniques font partie de notre quotidien. Ce sont des constituants non négligeables du corps

et ils sont très présents dans le domaine de la santé. Connaitre leur composition et leurs effets est important pour se

soigner.

Le sérum physiologique est en

réalité une solution d’ions sodium et

d’ions chlorure de formule chimique

(Na+ + Cl−). Aussi bien toléré par les

tissus corporels que s'il s'agissait de

notre propre sang, il se prépare avec

de l’eau distillée et du chlorure de

sodium. Il est très utilisé en médecine

: nettoyage de plaies, réhydratation,

remplissage de

prothèses …

Calciforte est un médicament

préconisé en cas de carence en

calcium suite à une augmentation des

besoins en calcium (croissance,

grossesse, allaitement …)

Il contient entre autres une solution

ionique de chlorure de calcium.

On obtient cette solution par

dissolution de chlorure de calcium

dans de l’eau.

La solution de chlorure ferrique

« pique », mais elle est bien plus

efficace que l’eau oxygénée pour

interrompre un petit saignement.

Les ions chlorure Cl- et les ions

ferriques Fe3+ provoquent la

coagulation du sang : le caillot formé

protège la plaie durant la

cicatrisation.

Comment peut-on écrire la formule de ces différents composés ioniques ?

Contiennent-ils autant d’anions que de cations ?

Electroneutralité de la matière

La matière, à toute échelle, est électriquement

neutre, que ce soit au niveau des atomes, des

molécules ou des composés ioniques.

Doc.1

Formule de différents ions

Formule des ions chlorure : Cl-

Formule des ions calcium Ca2+

Formule des ions ferrique Fe3+

CONSTITUTION DE LA MATIERE CHAPITRE 3

Activité 2 : Composés ioniques

Doc.2

Une analogie

Chlorure de sodium

Modèle du composé ionique Modèle des ions

Doc.3

QUESTIONS

1. Les ions sodium Na+ (ou les ions chlorure Cl-) peuvent-ils exister seuls ? Pourquoi ?

____________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________

2. Le modèle du chlorure de sodium respecte-t-il le principe de l’électroneutralité de la matière ? Justifier la

réponse._________________________________________________________________________________

On donne la représentation suivante pour les ions calcium Ca2+.

3. Combien de briques vertes du modèle de l’ion chlorure faudrait-il utiliser pour obtenir le modèle du chlorure

de calcium (comme précédemment pour le chlorure de sodium) ? _____________________________

4. Combien d’ions chlorure pour un ion calcium faut-il dans le composé ionique pour qu’il soit électriquement

neutre ? ______________________________________

On donne la représentation suivante pour les ions ferrique Fe3+.

5. Combien de briques vertes du modèle de l’ion chlorure faudrait-il utiliser pour obtenir le modèle du chlorure

ferrique ? _______________________

6. Combien d’ions chlorure pour un ion ferrique faut-il dans le composé ionique pour qu’il soit électriquement

neutre ? _________________________________

7. Proposer la règle générale qui associe les anions et les cations dans un composé ionique afin d’obtenir une

formule de composé ionique

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

8. Indiquer l’ordre dans lequel on place les anions et les cations dans le nom d’un composé ionique, puis dans sa

formule (doc1). __________________________________________________________________________

Pour vaincre une fatigue passagère, on peut utiliser un composé ionique à base d’ions magnésium Mg2+.

9. Parmi la liste suivante, barrer les entités qui ne peuvent pas être associées à l’ion magnésium dans le composé

ionique :

Al3+ SO42- H2O CO2 F- H2 Cl-

10. On peut prendre du chlorure de magnésium, qui contient les ions chlorure Cl- et les ions magnésium Mg2+.

Entourer sa formule : MgCl MgCl+ Mg2Cl MgCl2

Les conservateurs sont présents dans de nombreux aliments, naturellement ou comme additifs

alimentaires.

Par exemple, le benzoate de sodium est une

espèce utilisée comme additif dans les boissons

et certaines conserves pour empêcher le

développement de levures et bactéries.

➢ Combien d’entités de benzoate de sodium peut-on ingérer

quotidiennement au maximum sans risque pour la santé ?

Les additifs alimentaires

« Les additifs sont des substances ajoutées aux aliments dans

un but technologique : améliorer leur conservation […],

colorer les denrées, renforcer leur goût …

Mais si elles sont utilisées en petites quantités, ces substances

sont évaluées et surveillées pour prévenir les effets néfastes

sur la santé. Leur emploi est donc réglementé et leur présence

doit obligatoirement être mentionnée sur les étiquettes des

produits concernés. »

Source : DGCCRF

Par exemple, la réglementation fixe la dose admissible pour le

benzoate de sodium (E211) à 350 mg par jour pour un adulte

de 70 kg

Doc.1

Le benzoate de sodium

CONSTITUTION DE LA MATIERE CHAPITRE 3

Activité 3 : Combien d’entités chimiques ?

Doc.2

Masse de quelques entités chimiques

▪ m(H) = 1,67 × 10-27 kg

▪ m(C) = 1,99 × 10-26 kg

▪ m(O) = 2,66 × 10-26 kg

▪ m(Na) = 3,82 × 10-26 kg

Doc.3

Longueur de l’entité benzoate de sodium :

l = 9,0 × 10-9 m

Doc.4

QUESTIONS

1. Identifier la formule brute, appelée aussi formule chimique, du benzoate de sodium : ______________________

2. Donner la composition de cette molécule : ________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

3. Que dire de la masse d’un atome d’hydrogène, oxygène, carbone et sodium ? _____________________________

4. Exprimer la masse m d’une entité de benzoate de sodium en fonction des masses mH, mO, mNa et mC de chacun des

atomes composant cette entité. Puis calculer cette masse m.

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

5. Calculer le nombre d’entités N de benzoate de sodium correspondant à la dose maximale quotidienne autorisée

pour un adulte de 70 kg.

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

6. Calculer la longueur L d’un ruban obtenu en alignant ces N entités de benzoate de sodium.

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

7. Comparer le résultat obtenu à la distance Terre-Soleil, estimée à 150 millions de kilomètres. Commenter.

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

Le Schtroumpf curieux vient de dérober la recette d'un liquide magique chez Gargamel …

Aider le Schtroumpf curieux en réécrivant cette recette de sorte à lui indiquer clairement et

simplement quelles masses de solide et quel volume de liquide il doit mesurer puis mélanger.

Données : formule du glucose : C6H12O6

Masses de quelques entités chimiques :

▪ m(H) = 1,67 × 10-27 kg

▪ m(O) = 2,66 × 10-26 kg

▪ m(C) = 1,99 × 10-26 kg

▪ m(Na) = 3,82 × 10-26 kg

TRAVAIL A FAIRE

Q1 : Effectuer les calculs nécessaires afin de décrypter la recette

CONSTITUTION DE LA MATIERE CHAPITRE 3

TP7 : PRELEVEMENT D’UNE QUANTITE DE MATIERE

UNE RECETTE SCHTROUMPFEMENT DIFFICILE !!

Q2 : Elaborer un protocole clair et complet

MANIPULATION :

Réaliser votre protocole !

CRITERES D’EVALUATION :

Q1 Q2 Manipulation

ANA **

CAL ******

REA ****

VAL

COM ** ******

Dans tous les exercices, on donnera la formule littérale puis on fera l’application numérique

Dans tous les exercices, on donnera le nombre correct de chiffres significatifs

EXERCICES D’AUTOMATISATION

Ex 1 – Cinq minutes chrono !

Ex 2 – Distinguer espèce et entité chimique

Ex 3 – Citer une espèce et une entité chimique

Ex 4 – Déterminer la formule d’une espèce

chimique

Ex 5 – Justifier la formule d’une espèce chimique

CONSTITUTION DE LA MATIERE CHAPITRE 3

EXERCICES

Ex 6 – Sels d’aluminium

Écrire la formule du solide ionique composé par les

ions Al3+ et SO42−.

Ex 7 – Structure ordonnée

Ex 8 – Interpréter l’électroneutralité

Ex 9 – Déterminer la masse d’une molécule

Ex 10 – Déterminer la masse d’une molécule (bis)

Ex 11 – Déterminer un nombre d’entités

Ex 12 – Déterminer un nombre d’entités (bis)

Ex 13 – Déterminer un nombre d’entités (bis)

Ex 14 – Calculer une quantité de matière

EXERCICES D’ANALYSE

Ex 15 – Calculer un nombre de molécules

Ex 16 – Les solides ioniques

Ex 17 – Un chewing-gum à la nicotine

Ex 18 – Les pluies acides

Ex 19 – Le rouge cochenille

Ex 20 – Pollution au dioxyde d’azote

Ex 21 – Une bague de 9 ou 18 carats ?

Ex 22 – Détermination d’un nombre de molécules

Ex 23 – La mole et l’équation bilan

Ex 24 – Dissolution du sel dans l’eau

Ex 25 – Sel et sucre mélangés

Ex 26 – Le sulfate de cuivre

EXERCICES D’APPROFONDISSEMENT

Ex 27 – Préparation d’une solution de TP

Ex 28 – L’aspirine

Ex 29 – Mélange de solutés

Ex 30 – Le chlorure de magnésium