1ère S   

« Thème 1 / Cohésion de la matière »  

Livret 1 / Les TP 

Sommaire 

Page 3 :    TP/ La bouillie bordelaise 

Page 5 :    TP/ Préparation d’une solution de Zymafluor® 

Page 7 :    TP/ Concentration du sérum physiologique 

Page 9 :    TP/ Solubilité d’un soluté suivant le solvant 

Page 11 :   TP/ Extraction 

Page 12 :   TP/ Alcanes et alcools 

 

 

Thème 1 : Cohésion de la matière

Activité expérimentale La bouillie bordelaise

Travail préparatoire

Le sulfate de cuivre hydraté est un soluté de formule CuSO4, 5 H2O

1. Calculer la masse molaire du sulfate de cuivre hydraté Masse molaire atomique (g.mol-1)

H O S Cu 1,0 16,0 32,1 63,5

2. On dissout 2,5 g de sulfate de cuivre dans 250 mL de solution

- Calculer la concentration massique de la solution en sulfate de cuivre - Calculer la concentration molaire de la solution en sulfate de cuivre

3. On veut préparer 100 mL d’une solution aqueuse de sulfate de cuivre de concentration molaire en soluté apporté 2,0.10-2 mol.L-1

- Calculer la quantité de matière de soluté à prélever - Calculer la masse de soluté à peser

4. On veut obtenir 50 mL d’une solution aqueuse de sulfate de cuivre de concentration 1,0.10-2 mol.L-1 à partir de la solution précédente de concentration 2,0.10-2 mol.L-1

- Calculer le volume de la solution concentrée à prélever - Quel est le facteur de la dilution

Manipulation et compte-rendu

A la découverte de la bouillie bordelaise... La bouillie bordelaise est un traitement préventif contre le mildiou, petite moisissure qui attaque les feuilles des vignes et les raisins. Le mildiou est constaté pour la première fois dans le sud-ouest en 1878, sans que les scientifiques trouvent rapidement une solution. Ce n'est que fortuitement qu’un professeur de botanique, Alexis Millardet, découvrit le remède. Au cours d'une sortie en Médoc en octobre 1882, il fut étonné de la belle tenue des vignes en bordure de la route, au château Ducru- Beaucaillou. Le régisseur du domaine lui apprit qu'en Médoc on avait pris l'habitude de répandre un mélange de sulfate de cuivre et de chaux sur les ceps de vigne en bordure des routes pour dissuader les maraudeurs qui volaient les raisins. Alexis Millardet aidé d’un ami professeur de chimie à la faculté des sciences de Bordeaux, mirent à profit cette découverte pour élaborer des solutions capables de se montrer efficaces dans le traitement contre le mildiou. Après des essais probants en laboratoire, ils eurent l'autorisation de travailler sur les vignes du château Ducru-Beaucaillou. Ainsi naquit le mélange cuprique (« bouillie bordelaise ») qui se situait autour de 3

kilos de sulfate de cuivre et d'un tiers de chaux vive dans 100 litres d'eau. Les expériences de 1883 à 1885 furent concluantes et en 1886, le mildiou était jugulé.

Éditions Féret du 19e siècle

A l’aide du document proposé ci-dessus, démontrer qui de Hévazion ou d’Ortenzia a raison.

Venez au secours de Jonette !

Élaborez un protocole expérimental pour fabriquer 50 mL de la solution se sulfate de cuivre proposée par Hévazion. Ensuite, vous expliquerez à Jonette comment elle peut fabriquer 50 mL de la solution à 0,1 mol.L-1 à partir de celle préparée à 0,5 mol.L-1

Pour chaque protocole, il faudra lister le matériel, les produits nécessaires et faire des schémas.

Réalisez la préparation des 2 solutions

S’aider de la fiche « comment rédiger un compte-rendu »

Posté le : 12 mai 2007 [21 :52]       La bouillie bordelaise ? Jonette Age : 46 Inscrit le : 05 Nov 2006 Blagnac (31)

 

Bonsoir, On m’a conseillé la bouillie bordelaise comme fongicide pour protéger mes plants de tomates. J’aimerais savoir si je peux l’utiliser pour soigner mes rosiers Je débute en jardinage et c’est pas hyper facile !!! Merci de vos conseils  

Posté le : 13 mai 2007 [09 :34]       Re : La bouillie bordelaise ? Kokcynel Age : 52 Inscrit le : 12 Janv 2005 Beaune (21)

 

La bouillie bordelaise sert à titre préventif contre les attaques mycosiques sur les plantes et se pulvérise tous les 15 jours en période humide. Tu peux essayer sans problème sur tes rosiers  

Par contre, pour le dosage, j’suis pas sure de mon coup... renseigne‐toi dans un magasin de jardinage  

Posté le : 13 mai 2007 [10 :47]       Re : La bouillie bordelaise ? Hévazion

Age : 37 Inscrit le : 23 Fev 2007 Englos (59)

 

D’accord avec Kokcynel... Pour le dosage, j’ai demandé à un copain qui travaillait dans un labo de chimie ; il m’a expliqué que la bouillie bordelaise était, en fait, une solution à base de sulfate de cuivre. Il m’a donné une recette, mais je me méfie de ses cocktails maison ! il a toujours eu la main un peu lourde. Bref il m’a conseillé un dosage à 0,5 mol/L de sulfate de cuivre. Perso, je ne sais pas trop de quoi il s’agit... je n’ai jamais été très fort en sciences !  

Posté le : 17 mai 2007 [22 :18]       Re : La bouillie bordelaise ? Ortenzia

Age : 48 Inscrit le : 05 Nov 2006 Villiers (94)

 

Bonsoir tout le monde ! Le copain d’Hévazion n’y est pas du tout ! Effectivement, la bouillie bordelaise contient bien du sulfate de cuivre, mais avec un dosage pareil, Jonette va bruler tous ses rosiers. Je lui conseille un dosage 5 fois moins fort, soit 0,1 mol/L  

Posté le : 20 mai 2007 [15 :32]       Re : La bouillie bordelaise ? Jonette

Age : 46 Inscrit le : 05 Nov 2006 Blagnac (31)

 

Merci pour vos conseils, mais je suis nulle en chimie, alors j’aimerais bien qu’Ortenzia m’explique concrètement comment je la fabrique ma bouillie bordelaise  

Au secours ! 

Thème 1 : Cohésion de la matière

Activité expérimentale Préparation d’une solution de Zymafluor®

Travail préparatoire

Une mère de famille vient de s’apercevoir qu’elle n’a plus de comprimés de fluorure de sodium à donner à son jeune enfant d’un an. Elle ne dispose plus que de comprimés de Zymafluor®, qu’elle donne d’habitude à son aîné de 5 ans. Elle souhaite tout de même lui donner sa dose journalière de fluor sous forme d’une solution aqueuse de 50,0 mL.

Zymafluor® Comprimés à 0,75 mg Fluorure de sodium Composition Substance active : fluorure de sodium (1,66 mg soit 0,75 mg de fluor) Autres composants : sorbitol, silice colloïdale anhydre, stéarate de ma-gnésium, huile essentielle de menthe poivrée, mélange colorant (oxydes de fer, dioxyde titane). Posologie La dose recommandée est de 0,05 mg de fluor/kg/jour tous apports fluo-rés confondus, sans dépasser 1 mg/jour. En l’absence d’autres sources d’apport en fluor (eaux de boisson, sel fluoré, dentifrices fluorés), la dose quotidienne de fluor recommandée est à titre indicatif : - de 3 à 9 kg (environ jusqu’à 18 mois) : 0,25 mg/j (1 comprimé à 0,25 mg par jour). - de 10 à 15 kg (environ de 18 mois à 4 ans) : 0,50 mg/j (1 comprimé à 0,50 mg par jour). - de 16 à 20 kg (environ de 4 à 6 ans) : 0,75 mg/j (1 comprimé à 0,75 mg par jour). -20 kg et plus : 1 mg/j (1 comprimé à 1 mg par jour) Mode et voie d’administration - Voie orale - Les comprimés peuvent être avalés, croqués, ou pris dissous dans un peu d’eau (éviter le lait car l’apport concomitant de calcium pourrait dimi-nuer l’absorption des fluorures), en une seule prise quotidienne. Avant l’âge de 2 ans, les comprimés doivent être dissous dans un peu d’eau.

Votre mission est de réaliser une solution ionique pour venir en aide à la mère de famille.

Manipulation et compte-rendu

Dans le compte rendu du TP, il faudra

- rappeler l’objectif du TP

- indiquer le problème soulevé par la mère

- exploiter les informations sur le Zymafluor®

- élaborer un protocole (comportant une dissolution et une dilution), permettant d’aider la mère de famille à la préparation de la solution

- indiquer le matériel nécessaire parmi la liste ci-dessous

- comprimés de fluorure de sodium à 0,75 mg en ion fluorure - béchers - fiole jaugée de 50,0 mL - éprouvettes graduées de 10 mL - pipettes jaugées de 5,0 mL et 10,0 mL - pipette graduée de 10,0 mL - entonnoir - mortier et pilon. - eau distillée

Questions supplémentaires

M (g.mol-1) Formules ions F Na fluorure sodium 19 23 F- Na+

(1) Calculer la masse molaire du fluorure de sodium NaF ; montrer qu’il contient 45,2% de fluor (2) Vérifier l’indication de l’étiquette « 1,66 mg de fluorure de sodium contient 0,75 mg de fluor ». (3) Ecrire l’équation de dissolution du fluorure de sodium NaF dans l’eau. (4) Après la dissolution :

- Calculer les concentrations massique et molaire en fluorure de sodium, de la solution obtenue après dissolution du comprimé complet dans 50,0 mL d’eau. (5) Après la dilution :

- Quel est le facteur de dilution ?

- Déterminer la concentration molaire en fluorure de sodium, de la solution obtenue après dilution.

Thème 1 : Cohésion de la matière

Activité expérimentale Concentration d’une solution de sérum physiologique

DOC1 : Le sérum physiologique

▪ Les dosettes de sérum physiologique, utilisées pour nettoyer les yeux et les nez des bébés contiennent une solution de chlorure de sodium, solution d’eau purifiée salée.

.

Travail préparatoire

Sur l’étiquette, on peut lire l’indication « solution de chlorure de sodium à 0,9% ».

Cela signifie que 100 g de solution contient 0,9 g de chlorure de sodium NaCl dissous

MNaCl = 58,5 g.mol-1

Quel est le volume de 100 g de solution ? Masse volumique de la solution : 1 g.mL-1

Calculer la concentration massique de la solution en chlorure de sodium

Calculer la concentration molaire de la solution en chlorure de sodium

On dispose d’une solution de chlorure de sodium S1 de concentration C1 = 1,0.10-2 mol.L-1

Calculer le volume de la solution S1, qu’il faut prélever, pour préparer 100 mL d’une solution S4 de concentration C4 = 4,0.10-3 mol.L-1

Calculer le volume de la solution S1, qu’il faut prélever, pour préparer 100 mL d’une solution S5 de concentration C5 = 2,0.10-3 mol.L-1

Calculer le volume de la solution S1, qu’il faut prélever, pour préparer 100 mL d’une solution S6 de concentration C6 = 1,0.10-3 mol.L-1

DOC2 : Conductivité d’une solution ionique

▪ Une solution de chlorure de sodium contient des ions Na+ et Cl ; comme toute solution ionique, elle conduit le courant électrique.

La conductivité d’une solution ionique est une grandeur qui montre la capacité de la solution à conduire le courant électrique. Cette conductivité dépend de différents facteurs ; elle dépend notamment de la concentration de la solution : plus la solution est concentrée, plus la conductivité de la solution augmente. On peut mesurer la conductivité d’une solution ionique à l’aide d’un conductimètre

Manipulation

▪ Au cours de ce TP on désire déterminer la concentration molaire en chlorure de sodium de la solution contenue dans une dosette vendue dans le commerce de contenance 5 mL.

Matériel : - Assortiment de pipettes jaugées, de pipettes graduées - pipeteur - Fiole jaugée de 100 mL avec son bouchon - Béchers

Solutions : - Solutions de chlorure de sodium

S1 C1 = 1,0.10-2 mol.L-1

S2 C2 = 8,0.10-3 mol.L-1

S3 C3 = 6,0.10-3 mol.L-1

- Dosette de sérum physiologique de 5 mL - Eau distillée

Appareil : - Conductimètre avec les solutions nécessaires à son étalonnage

Votre mission :

1) aligner 6 béchers contenant 6 solutions de chlorure de sodium de concentration :

S1 C1 = 1,0.10-2 mol.L-1

S2 C2 = 8,0.10-3 mol.L-1

S3 C3 = 6,0.10-3 mol.L-1

S4 C4 = 4,0.10-3 mol.L-1

S5 C5 = 2,0.10-3 mol.L-1

S6 C6 = 1,0.10-3 mol.L-1

Les solutions S4, S5 et S6 seront à préparer par dilution de la solution S1

2) étalonner le conductimètre en suivant les indications du professeur

3) mesurer la conductivité des 6 solutions en commençant par la solution la plus diluée et en rinçant l’électrode du conductimètre avec de l’eau distillée entre chaque mesure

4) diluer par 20 la solution de la dosette de sérum physiologique et mesurer la conductivité de la solution diluée

Compte-rendu

▪ Au cours du compte rendu, vous devrez :

Donner l'objectif du TP

Établir un tableau récapitulant les volumes de solutions S1 à prélever afin d’obtenir 100 mL des solutions S4, S5, et S6.

Établir un tableau récapitulant les pipettes utilisées à la préparation des solutions S4, S5, et S6.

Rédiger le mode opératoire détaillant la préparation de la solution S4

Établir un tableau récapitulant les concentrations des 6 solutions ainsi que les valeurs des conductivités

Rédiger la méthode utilisée pour diluer par 20 la dosette de sérum physiologique

Donner la valeur de la conductivité de la solution diluée de sérum physiologique

Tracer un graphe (sur papier millimétré) représentant les variations de la conductivité de la solution en fonction de sa concentration

Indiquer la méthode utilisée pour déterminer la concentration de la solution diluée puis la concentration de la solution concentrée

Conclure en comparant le résultat expérimental au résultat espéré

Thème 1 : Cohésion de la matière

Activité expérimentale Solubilité d’un soluté suivant le solvant

Travail préparatoire

Réécrire la phrase suivante en la complé-tant :

Pour préparer une .........., on dissout un …….. dans un ………

Indiquer, en justifiant, si les molécules sui-vantes sont polaires ou apolaires

Solvants

- La molécule d’eau H2O - La molécule d’ammoniaque NH3 - La molécule de cyclohexane C6H12

Solutés

- La molécule de diiode I2

- La molécule de saccharose C12H22O11

Expériences et compte-rendu

CC

C

CC

C

H

H

H H

H

H

H

HH H

H

HNH H

HH O

H

O

OH

OH

OH OH

O

OH

O

OH

OH OH

I I

Réaliser les expériences demandées, noter les observations, rédiger le compte-rendu en s’aidant des questions

Quel est l’objectif du TP ??

Expérience 1

Une burette contient de l’eau, une seconde du cyclohexane. Approcher une règle frottée du filet de liquide s’écoulant des burettes.

Qu’observe-t-on ?

A l’aide des informations données par le pro-fesseur, et de la figure ci-contre, expli-quer les ob-servations précédentes

Sur la figure ci-dessus, observer l’orientation des molécules d’eau dans la zone de déviation ; en déduire la charge de la règle après frotte-ment.

Expérience 2

Proposer un protocole expérimental permet-tant de comparer :

- (1) la solubilité du sulfate de cuivre dans l’eau, dans l’ammoniaque et dans le cyclohexane - (2) la solubilité du diiode dans l’eau, dans l’ammoniaque et dans le cyclohexane - (3) la solubilité du sucre dans l’eau, dans l’ammoniaque et dans le cyclohexane

Réaliser le protocole

Indiquer les observations (s’aider d’un ta-bleau récapitulant les résultats)

Que peut-on conclure sur la solubilité d’un soluté suivant la polarité du solvant ?

Expérience 3

Proposer un protocole permettant d’étudier la solubilité de l’huile dans l’eau, dans l’ammoniaque et dans le cyclohexane

Réaliser l’expérience

Que peut-on conclure quant à la polarité de la molécule d’huile ?

Conclusion

Comment appelle-t-on les liaisons qui se for-ment entre le diiode et le cyclohexane ?

Comment appelle-t-on les liaisons qui se for-ment entre le saccharose et les molécules d’eau ? Faire un schéma représentant ces liai-sons par des pointillés.

Applications

▪ L’utilisation de solvants comme nettoyant pour éliminer des salissures sur des surfaces ou des pièces mécaniques est fréquente dans l’industrie comme dans la vie courante. Pour que le nettoyage soit effi-cace, il faut choisir le bon solvant.

On souhaite dissoudre des taches fixées sur du tissu. Pour cela on dispose de deux solvants.

- Solvant A : à base d’eau - Solvant B : à base de cyclohexane

Selon la nature de la tâche quel solvant sera efficace pour la dissoudre ?

Tâches à dissoudre: Nature Composition

Miel

L’essentiel du miel est composé de sucres monosaccharides qui sont le glucose et le fruc-tose.

Marga-rine

La margarine contient en très grande majorité des acides gras dont le plus abondant est l’acide oléique.

CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH CH CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2

OH

C

O

Rouge à lèvres

Le rouge à lèvres est un mélange dont l’excipient est la cire d’abeille constituée majoritaire-ment de palmitate de myricyle dont la formule est :

Denti-frice

Un dentifrice comprend plusieurs ingrédients liés ensemble par le glycérol qui a pour formule développée

CH3 (CH2)14 C

O

O (CH2)29 CH

:

3

C H

H

OH

C

H

OH

H

H

OH

C

Thème 1 : Cohésion de la matière

Activité expérimentale Extraction

Travail préparatoire

Températures d’ébullition eau cyclohexane alcool dichlorométhane eugénol

100°C 81°C 78°C 40°C 253°C

Solubilité de l’eugénol avec l’eau avec l’eau salée avec le cyclohexane avec l’alcool avec le dichlorométhane

faible Très faible forte moyenne forte

cyclohexane alcool dichlorométhane Miscibilité avec l’eau

nulle forte nulle

densité 0,7 0,8 1,32 Toxicité peu toxique peu toxique toxique

O

OH

L'eugénol, extrait de l'huile essentielle des clous de girofle ou des feuilles de giroflier, est utilisé dans certains produits des domaines médical et dentaire en raison de ses propriétés antalgique et antiseptique.

Après une hydrodistillation de clous de girofle, on obtient de l’huile essentielle d’eugénol dans une phase aqueuse. Afin d’extraire l’eugénol de la phase aqueuse, on ajoute environ 50 g de sel au distillat, puis on réalise une extraction avec un solvant organi-que.

1) Pourquoi a-t-on ajouté du sel dans l'ampoule à décanter ? Justifier à l'aide des tableaux de données.

2) Quel est le solvant que l’on utilise, entre le cyclohexane, l’alcool et le dichlorométhane pour réaliser l’extraction? Justifier la réponse

3) Quelle verrerie utilise-t-on pour réaliser cette extraction ? La schématiser

4) Décrire et expliquer ce qui se passe au cours de l’extraction (accompagner l’explication d’un schéma légendé). Comment récupère-t-on en-suite l’eugénol ? Jusqu'à quelle température faut-il chauffer le mélange ? Pourquoi l’eugénol ne se vaporise-t-il pas avant le solvant ?

Expériences et compte-rendu

Pour la petite histoire…..

A l’issue d’une séance de travaux pratiques, un technicien de laboratoire récupère une solution aqueuse résultant d’un mélange d’une solution de sulfate de cuivre et d’une solution de diiode. Ces deux espèces n’étant pas recyclées de la même façon, il doit les séparer avant de les expédier au centre de traitement des déchets.

Comment aider le technicien dans cette tâche ?

- Rédiger le protocole expérimental en nommant précisément la verrerie utilisée (aide : Le diiode est-il polaire ou apolaire ? dans quel type de solvant est-il très soluble ?)

- Réaliser, schématiser le protocole

- Observer puis noter les observations. Expliquer, interpréter.....

Thème 1 : Cohésion de la matière

Activité expérimentale Liaisons intermoléculaires et propriétés des molécules

Les liaisons intermoléculaires

Rappeler comment se forment les liaisons hydrogène et les liaisons de Van Der Waals

Structure moléculaire et température de changement d’état

Alcane linéaire

Formule brute fus (°C) eb (°C) Alcool linéaire Formule

brute fus (°C) eb (°C)

méthane CH4 - 187,7 - 161,7 méthanol CH4O - 98 64,7

éthane C2H6 - 183,3 - 88,6 éthanol C2H6O - 112 78,4

propane C3H8 - 182,5 - 42,1 propan-1-ol C3H8O - 126 97

butane C4H10 - 138,3 - 0,5 butan-1-ol C4H10O - 80 117

pentane C5H12 - 129,3 36,1 pentan-1-ol C5H12O - 78 138

hexane C6H14 - 94 68,7 hexan-1-ol C6H14O - 51,5 156

heptane C7H16 - 90 98,5 heptan-1-ol C7H16O - 34,5 174

octane C8H18 - 56,5 126 octane-1-ol C8H18O - 16,5 194

nonane C9H20 - 54 150,5 nonan-1-ol C9H20O - 5 213,5

décane C10H22 - 30 173 décan-1-ol C10H22O 7 231 À l’aide d’EXCEL tracer :

- (1) sur un même graphique, les courbes donnant la température d’ébullition et la température de fusion des alcanes en fonction du nombre d’atomes n de carbone contenus dans la molécule.

- (2) sur un même graphique, les courbes donnant la température de fusion des alcanes et des alcools en fonction du nombre d’atomes n de carbone contenus dans la molécule.

- (3) sur un même graphique, les courbes donnant la température d’ébullition des alcanes et des alcools en fonction du nombre d’atomes n de carbone contenus dans la molécule.

Interpréter les graphiques précédents en s’aidant des questions suivantes

- graphe 1

Comment évoluent les températures de fusion et d’ébullition des alcanes quand le nombre d’atomes de carbone augmente ?

Comment peut-on expliquer cette évolution en termes de liaisons intermoléculaires ? - graphes 2 et 3

Comparer les températures de changement d’état des alcanes et des alcools ayant le même nombre d’atomes de carbone.

Comment expliquer cette différence en termes de liaisons intermoléculaires ?

Structure moléculaire et miscibilité des alcools avec l’eau

Quand dit-on que deux liquides sont miscibles ?

Donner la formule semi-développée des 4 alcools suivants :

éthanol ; propan-1-ol ; butan-1-ol ; pentan-1-ol

Réaliser l’expérience suivante

- Dans un tube à essai contenant environ 1mL d'eau distillée, introduire goutte à goutte, environ 1mL d'éthanol en agitant et en observant le mélange après chaque goutte ajoutée.

- Recommencer la manipulation en remplaçant l'éthanol par du propan-1-ol, par du butan-1-ol, puis par du pentan-1-ol.

Qu’observe-t-on ?

Comparer la longueur de la chaine carbonée de l’alcool avec sa miscibilité avec l’eau

Comment peut-on interpréter les observations précédentes en termes de liaisons intermoléculaires ?