Chapitre Chimie 5.3 : Mesures

Chimie cinquième - 2015/2016 Chapitre Chimie 5.3 : Mesures

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Chapitre Chimie 5.3 : Mesures 1. Quelle est la définition du volume ? 2. Quelle est l’unité de mesure du volume ? 3. Avec quoi mesure-t-on un volume ? 4. Quelle est la définition de la masse ? 5. Quelle est l’unité de mesure de la masse ? 6. Avec quoi mesure-t-on une masse ? 7. Donnez 3 différences entre masse et volume ? 8. Le litre est-il une unité de masse ou de volume ? 9. Le mètre-cube est-il une unité de masse ou de volume ? 10. Le gramme est-il une unité de masse ou de volume ? 11. Donnez la définition de compressible. 12. Un liquide est-il compressible ? 13. Quel est le tableau de conversion des litres ? 14. Quel est le tableau de conversion des mètre-cube ? 15. Combien de m3, dm3, cm3 ou mm3 vaut 1 L ? 16. Combien de m3, dm3, cm3 ou mm3 vaut 1 mL ? 17. Qu’est ce que la précision d’une éprouvette ? 18. Qu’est ce que la précision d’une balance ? 19. Quelle est la masse d’1 L d’eau liquide ? 20. Quelle est la masse d’1 mL d’eau liquide ? 21. Quelle est le volume d’1 g d’eau liquide ? 22. Quelle est le volume d’1 kg d’eau liquide ? 23. Comment montrer que la masse ne change pas durant une solidification ? 24. Comment montrer que la masse ne change pas durant une fusion ? 25. Comment montrer que le volume change durant une solidification ? 26. Comment montrer que la volume change durant une fusion ? 27. Lorsqu’un glaçon fond son volume augmente, se réduit ou reste constant ? 28. Lorsqu’un de l’eau liquide gèle son volume augmente, se réduit ou reste

constant ? 29. Lorsque de l’eau liquide se transforme en vapeur son volume augmente, se réduit

ou reste constant ? 30. Lorsque de la vapeur d’eau se liquéfie son volume augmente, se réduit ou reste

constant ? 31. Lorsqu’un glaçon fond sa masse augmente, se réduit ou reste constant ? 32. Lorsque de l’eau liquide gèle sa masse augmente, se réduit ou reste constant ? 33. Lorsque de l’eau liquide se transforme en vapeur sa masse augmente, se réduit

ou reste constant ? 34. Lorsque de la vapeur d’eau se liquéfie sa masse augmente, se réduit ou reste

constant ?


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A) Le volume et la masse d’une substance Le volume et la masse mesurent tous deux des quantités mais pas les mêmes choses.

1) Différences entre le volume et la masse Volume Masse

Définition Quantité d’espace occupé Quantité de matière

Unité mètre-cube (m3) litre (L)

kilogramme (kg)

Mesure éprouvette graduée. balance Remarque : Contrairement à la masse le volume varie beaucoup (pression, température,..).

2) Variation de volume avec la pression Définition : Une substance est compressible si on peut faire varier son volume en modifiant la pression. Expérience : on place de l’air, de l’eau et de la pâte à modeler (ou de sable) dans une seringue fermée, et on appuie sur le piston. Observation :

• On peut réduire le volume de la seringue remplie d’air. • On ne peut pas réduire le volume de la seringue remplie d’eau et de pate à

modeler (ou de sable). Conclusion : Les gaz sont compressibles mais pas les liquides, ni les liquides.

B) Changement d’unité

Comment faire avec un verre doseur gradué en dL ? A retenir :

1 cm3= 1 mL 1dm3 = 1 L

1 m3 = 1000 L

Muffin aux pépites de chocolat pour 12 muffins - cuisson 20 à 25 minutes

Ingrédients secs : 320 g de farine 50 g de sucre 3 cuillères à café de levure chimique 1 cuillère à café de sel 150 g de pépites de chocolat

Ingrédients liquides : 0,325 L de crème 175 mL de lait écrémé 5 cL d’huile de tournesol 6,6 cm3 d’extrait de vanille 1 œuf, blanc et jaune séparés

Préchauffez le four à 200°C

Mélangez la farine, le sucre, la levure et le sel. Incorporez le jaune d’œuf.

Montez le blanc en neige.

Mélangez les ingrédients liquides restants avec le mélange, puis ajoutez les blancs en neige et les pépites de chocolat.

Répartissez la pâte dans les moules à muffins. Faites cuire les muffins 20 à 25 minutes jusqu’à ce qu’ils soient fermes, moelleux et bien dorés. Vérifiez la cuisson en piquant la lame d’un couteau dans le cœur des muffins : elle doit ressortir sèche.

Extrait de « muffins originaux et authentique » Marabout 2008


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Pour changer d’unité :

• On cherche le chiffre des unités (avant la virgule ou dernier chiffre, s’il n’y a pas de virgule)

• On place ce chiffre dans la case de l’unité de départ . • On place les autres chiffres : un par case • On efface la virgule et on la réécrit à droite de la case de l’unité d’arrivée . • On remplit les cases vides par des zéros et on efface les zéros inutiles . • Pour convertir des cm3 en dL :

o On convertit les cm 3 en dm 3 (donc en L car 1 dm3 = 1 L) o On convertit les L en dL .

65 cL = L 124 mL = L 2,5 L = cL 1,7 mL = dL

1,256 cL = L 5,785 L = dm3 45 cm3 = mL 0,83 m3 = dm3

450 dm3 = m3 7,8 m3 = L 120 L = m3 549,5 mL = m3

Massy conversion volume 2p43

C) Mesures de volume et de masse

1) Mesures du volume de liquides Méthode :

• On se tient debout. • On repère la graduation désirée et on la place à hauteur de l’œil en levant

l’éprouvette. • On verse le récipient contenant le liquide de l’autre main. • La surface liquide forme une courbe dans l’éprouvette (le ménisque) : on doit

lire le bas du liquide.

0,325 L = dL 175 mL = dL 5 cL = dL

0,83 m3 = dm3 450 dm3 = m3 0,0012 m3 = cm3

5,785 L = dm3 45 cm3 = mL 358,1 dm3 = L

6,6 cm3 = dL 120 L = cm3 549,5 mL = dm3

Pour changer d’unité :

• On cherche le chiffre des ________ (avant la ________ ou ________ chiffre, s’il n’y a pas de virgule)

• On place ce chiffre dans la case de ________________.

• On place les autres chiffres : ____ par case

• On efface la _______ et on la réécrit à _______ de la case de _____________.

• On remplit les cases vides par des ________ et on efface les zéros ________. • Pour convertir des cm3 en dL :

o On convertit les cm3 en _______ (donc en _______ car 1L=1dm3).

o On convertit les _______ en _______.

Bug

flas

h ch

ange

men

t uni

té

51,3

kL

= d

am3

5540

dL

= d

aL

Impl

émen

ter

exo

Muf

fin


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La précision d’une éprouvette correspond à l’écart entre deux graduations. Exercice :

• Donnez la précision de ces éprouvettes. • Choisissez la bonne éprouvette et dessiner la surface qu’il faut obtenir pour

les volumes suivants : 83 mL, 12,5 mL , 3,7 mL , 157 mL (la surface doit former une courbe).

A retenir : Pour choisir une éprouvette, il faut qu’elle ait une capacité suffisante et la meilleure précision.

Massy Mesure éprouvette 4 p 43

2) Mesures du volume de solide On remplit une éprouvette de liquide : on mesure le volume V1. On immerge l’objet. On mesure le volume V2. Le volume de l’objet est V=V2-V1

1

2

3

4

5

50

100

150

200

250

10

20

30

40

50

20

40

60

80

100

10

30

50

70

90

0,1 mL 1 mL 2 mL 5 mL


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3) Mesures de masse Mesure : Pour mesurer la masse d’une substance, on utilise une balance.

• On place le récipient dans lequel on pèse la substance sur la balance. • On appuie sur le bouton TARE : la balance affiche ZERO. • On place la substance dans le récipient.

Remarque : Pour vérifier que deux substances sont différentes

- On mesure la même masse pour les deux substances Si les volumes obtenus sont différentes, les substances sont différentes.

D) Masse et volume d’une substance

1) L’alcool à brûler On pèse différentes masses d’alcool à brûler. Et on mesure le volume.

A retenir : la masse et le volume de la même quantité d’une substance sont proportionnels. Exercice : 2 L d’essence a une masse de 1,5 kg. Quelle masse d’essence contient un réservoir de 6 L ?

2 × 3 = 6 1,5 × 3 = 4,5 Un réservoir de 6 L contient 4,5 kg d’essence

20

40

60

80

100

V1

20

40

60

80

100

V2

Volume (mL) Masse (g)50 41100 81150 122200 161250 203

×3 ×3

×2 ×2

Masse (kg) Volume (L)

1,5 2

? 6×3 ×3


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2) L’eau liquide Chaque groupe mesure un volume d’eau liquide. Puis il mesure la masse. Volume mesuré :

Volume (mL)

128 182 78 95 128 88 179 36 113

Masse (g)

20 177 77 95 214 87 254 39 188

A retenir :

1 mL d’eau liquide à une masse de 1 g 1 L d’eau liquide à une masse de 1 kg (1000 fois plus)

Remarques : • Les différences dans l’expérience peuvent provenir de la précision de la mesure • Plus une balance mesure des masses importantes, moins elle est précise. • La précision d’une balance correspond au chiffre auquel elle arrondi le résultat.

Exemples : Une balance qui affiche 2,2 g à une précision de 0,1 g Une balance qui affiche 2 g à une précision de 1 g

Massy lecture masse 7p43 Massy masse de l’eau 8p44

E) Masse et volume lors des changements d’état A retenir : Pour vérifier si la masse ou le volume change durant le changement d’état, il faut

• faire une première mesure • effectuer le changement d’état • faire une seconde mesure • comparer les deux mesures

1) Masse et volume lors d’une fusion/solidification Expérience : on place de l’eau liquide dans un tube à essai. On repère le niveau du liquide. On met le tube au congélateur.

Observation : Le niveau de la glace est plus haut que la marque. Conclusion : Lors d’une solidification, le volume de l’eau augmente. Remarque : Le volume de glace est plus grand que le volume d’eau liquide.

Eauliquide

glace

L’eau se solidifie

Papier adhésif


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2) Masse et volume lors d’une fusion/solidification

TP : Masse durant une fusion On dispose de glaçons. On veut montrer que la masse d’un glaçon est le même que la masse de la même eau liquide.

1. Expliquez ce que vous allez faire en particulier ce que vous allez mesurer. Attention à ne pas perdre d’eau dans l’expérience !

On mesure la masse des glaçons. On les laisse fondre et on les pèse à nouveau.

2. Faites un schéma des cos expériences. N’oubliez pas de reporter le résultat de vos mesures dans vos schémas.

3. Faites les mesures. Indiquez les résultats et les précisions.

Masse des glaçons : 148 g (précision : 1 g) Masse de l’eau liquide : 148 g (précision : 1 g)

4. Comment varie la masse de l’eau lors d’une fusion ?

La masse de l’eau ne varie pas lors d’une fusion

3) Masse et volume lors d’une vaporisation Expérience : on place d’eau liquide dans un erlen-meyer surmonté d’un ballon gonflable. On le pèse, on le chauffe et on le pèse à nouveau.

Conclusion : • Lors d’une vaporisation, le volume de l’eau augmente : le volume de la vapeur

d’eau est plus important que le volume de l’eau liquide. • Lors d’une vaporisation, la masse de l’eau ne change pas. A retenir : Lors d’un changement d’état, la masse ne change pas mais le volume change.

148 g

L’eaufondGlaçon

148 g

Eau liquide

Eauliquide

Ballon dégonflé

L’eau sevaporise

Vapeur d’eau

Ballon gonflé

g g


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Evaluation : - Définition : - volume - compressibilité - masse - Unité - masse et volume - conversion - mesure - savoir choisir et utiliser une éprouvette - précision de mesure - changement d’état - Le volume varie lors d’un changement d’état - La masse ne varie pas lors d’un changement d’état - Comment montrer ces évolutions : expérience, schéma - relation masse volume - masse d’une certaine masse d’eau liquide - proportionnalité masse et volume


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Bilan : 321 61 Volume. 123 63 1 L = 1 dm3 123 64 1 mL = 1 cm3. 143 65 Associer les unités de volume aux grandeurs de volume. 122 68 Lire des mesures de volume. 122 69 Optimiser les conditions de mesure (éprouvette graduée). 123 71 Maîtriser les correspondances simples entre ces unités. 321 60 Masse. 321 62 La masse de l L d'eau liquide est voisine de l kg dans les conditions

usuelles de notre environnement. 143 66 Associer les unités de masse aux grandeurs de masse. 122 67 Lire des mesures de masse. 122 70 Optimiser les conditions de mesure (balance électronique).

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