Transformationsdelamatière Exercice9 Page1sur4

Corrigé exercice 9

IDENTIFICATIONDETRANFORMATIONS1) Dansunmaraissalant,onemprisonnedel’eaudemerdansunbassin,puisonlaissel’eaus’évaporerausoleil.Onrécupèreensuitelesel.

Latransformationàlaquelleons’intéresseestlepassage:

H"O(ℓ)contenantNa(aq)

* etCl(aq)- (ionsdissous)

H"O(g)passéedansl’airNaCl(s)

Ilfautdoncdeuxréactionspourmodélisercettetransformation:

Lavaporisation,réactionphysique(changementd’état),d’équation:

H"O(ℓ) = H"O(g)

Laprécipitationduchloruredesodium,quicommencequandlaquantitéd’eaudevientinsuffisante,réactionchimique,carilyachangementdesespèceschimiques(ionsindépendantsdissousdevenantunsolidecristallin):

Na(aq)* + Cl(aq)

- = NaCl(s)

Attention:cesdeuxréactionssontindépendantes.Laquantitédeseln’arienàvoiraveclaquantitéd’eau,lesbilansdematièresontindépendants.Ilnefautdoncsurtoutpasadditionnercesdeuxéquations!

2) Larecettepourpréparerducaramelestdemettredusucredetable(saccharose,notéS)dansunecasserole,d’ajouterunpeud’eau,puisdechaufferjusqu’àbrunissement.

Latransformationàlaquelleons’intéresseestlepassage:

H"O(ℓ)contenantdusaccharosedissousS(aq)

H"O(g)passéedansl’air«caramel»

Lorsquelemélangeentreenébullition,unepartiedel’eausevaporise.Commedanslaquestion1,onpeutmodélisercelaparlaréactionphysiqued’équation:

H"O(ℓ) = H"O(g)

Maislapartielaplusintéressantedelatransformationestcellequiconduitaucaramel.Quandonrecherchelacompositionducaramel,onvoitqu’elleestextrêmementcomplexe,cequiimpliquequ’ilseproduituntrèsgrandnombrederéactions:lesaccharoseestd’abordhydrolyséenglucoseetfructose,puiscessucressedécomposent,puisderecombinent…Onnepeutpasécriretoutescesréactionsici,beaucouptropnombreusesetcomplexes.Onpeuttoutefoisdirequ’ils’agitderéactionschimiques,carlesmoléculessontmodifiées.

Onpeutconsulterunarticlesurlacaramélisationpourserendrecomptedel’étenduedusujet!Extraitdehttp://adelirose.free.fr/download/brochures/le_sucre_caramel.pdf:

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3) Laphotosynthèseconsistepourlaplanteàutiliserl’énergiesolairepourconvertirledioxydedecarbonecontenudansl’airenmoléculesorganiquescomplexes,lesurplusd’oxygèneétantdégagéparlaplantesousformededioxygène.Ils’agitdoncdetransformationschimiques.

SionsymboliseleglucoseparsaformulebruteC3H4"O3,lebilandesasynthèsepeutsemodéliserparlaréactiond’équation:

6CO"(g) + 6H"O(ℓ) = C3H4"O3(aq) + 6O"(g)

Remarque:Lorsdelarespiration(oudelacombustion),c’estlaréactioninversequiseproduit,aveclibérationd’énergie.

4) Onconsultetoutd’abordleschémadefonctionnementd’unecentralethermiqueclassique:

Danslesbrûleursseproduitunetransformationchimique,baséesurlacombustiond’uncombustiblefossile(gaznaturelCH6oupétroleoucharbon…)avecledioxygènedel’air.Lecharbonetlepétrolesontdesmélangescomplexes,contenantmajoritairementdesmoléculescomposéesdecarboneetd’hydrogène.ToutescesmoléculessontfinalementtransforméesenCO"etenvapeurd’eauparlacombustion;desfuméessontégalementlibérées.Ilfautdoncdenombreusesréactionspourdécrirelacombustiondupétroleouducharbon.Danslecasdugaznaturelpur,uneseuleréactionsuffitàmodéliserlatransformationcarlegaznaturelestduméthane:

CH6(g) + 2O"(g) = CO"(g) + 2H"O(g)

Auniveaudelachaudière,lachaleurlibéréeparlesbrûleurssertàentraînerlavaporisationdel’eauetsacompression.Lavaporisationdel’eauestlaréactionphysique:

H"O(ℓ) = H"O(g)

Auniveaudelaturbine,del’alternateuretducircuitderefroidissement,ils’agitd’échangesd’énergiesanstransformationphysico-chimique,àl’exceptiondelaliquéfactiondel’eauavantsonretourdanslachaudière:

H"O(g) = H"O(ℓ)

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5) Dansunecentralenucléaire,leschémaestsimilaire:

Lachaudièreestremplacéeparungénérateurdevapeur,maisleprincipedevaporisationdel’eau,puisdesaliquéfactionparlecircuitderefroidissementaprèsavoirentraînélaturbineestlemêmequedanslacentralethermique.

Ladifférencesesitueauniveaudelasourcedechaleur.Celle-ciestobtenueparunetransformationnucléaire,etnonpasunetransformationchimiquedecombustion.L’unedesréactionsnucléairesmodélisantcequisepassedansleréacteurestlafissiondel’uranium235etapouréquation:

U9"":; → Kr:3

9" + Ba;3464 + 2 𝑛A4