16
Nom : ___________________________________________ groupe : ____ Science et technologie sec.2 Science et technologie sec.2 Science et technologie sec.2 Science et technologie sec.2 Univers matériel La matière : ses propriétés, sa structure et ses changements Notes de cours et activités préparatoires Notes de cours et activités préparatoires Notes de cours et activités préparatoires Notes de cours et activités préparatoires aux évaluations aux évaluations aux évaluations aux évaluations Par : Guillaume Alain, enseignant © septembre 2013, École secondaire de la Rive Note aux parents et aux élèves : Au cours de l’étape 1, tout le contenu du cahier ci-joint sera évalué de la façon suivante : -un examen théorique portant sur les pages 1 à 28 (début octobre) -un examen en laboratoire portant sur les pages 20 à 28 (début octobre). -un examen théorique d’étape sur tout le cahier, pages 1 à 52 (fin octobre) Pour réussir ces évaluations, l’élève devra au fil de l’étape, remplir minutieusement toutes les pages de ce cahier, en plus d’avoir réalisé en classe toutes les activités qui y sont proposées. De plus, l’élève est responsable de son cahier et doit le conserver en bon état toute l’année. S’il advenait que ce cahier soit perdu, déchiré ou inutilisable, l’élève devra s’en procurer un nouveau auprès de son enseignant au coût de 2 $. Je confirme avoir pris connaissance de la note ci-haut. Signature du parent désigné : ____________________________________________ CORRIGÉ

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Nom : ___________________________________________ groupe : ____

Science et technologie sec.2Science et technologie sec.2Science et technologie sec.2Science et technologie sec.2

Univers matériel

La matière : ses propriétés, sa structure et ses changements

Notes de cours et activités préparatoiresNotes de cours et activités préparatoiresNotes de cours et activités préparatoiresNotes de cours et activités préparatoires aux évaluations aux évaluations aux évaluations aux évaluations

Par : Guillaume Alain, enseignant © septembre 2013, École secondaire de la Rive

Note aux parents et aux élèves :

Au cours de l’étape 1, tout le contenu du cahier ci-joint sera évalué de la façon suivante :

-un examen théorique portant sur les pages 1 à 28 (début octobre)

-un examen en laboratoire portant sur les pages 20 à 28 (début octobre).

-un examen théorique d’étape sur tout le cahier, pages 1 à 52 (fin octobre)

Pour réussir ces évaluations, l’élève devra au fil de l’étape, remplir minutieusement toutes

les pages de ce cahier, en plus d’avoir réalisé en classe toutes les activités qui y sont

proposées. De plus, l’élève est responsable de son cahier et doit le conserver en bon

état toute l’année. S’il advenait que ce cahier soit perdu, déchiré ou inutilisable, l’élève

devra s’en procurer un nouveau auprès de son enseignant au coût de 2 $.

Je confirme avoir pris connaissance de la note ci-haut.

Signature du parent désigné : ____________________________________________

CORRIGÉ

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1

Table des matièresTable des matièresTable des matièresTable des matières

Les propriétés caractéristiques p.2-3

Les changements de phases p.4 à 6

Les mélanges p.7 à 9

Les instruments de laboratoire p.10 à 14

L’utilisation de la balance p.15 à 18

La masse volumique p.19 à 23

Le pH p.24

Les tests d’identification des liquides p.25-26

Laboratoire sur l’identification des liquides p.27 à 30

Les éléments, les atomes et les molécules p.31 à 39

Les changements physiques et chimiques p.40 à 47

La conservation de la matière p.48 à 54

Tableau périodique des éléments p.55

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2

Activité 1Activité 1Activité 1Activité 1 : Rappel de secondaire 1: Rappel de secondaire 1: Rappel de secondaire 1: Rappel de secondaire 1

Après avoir lu les pages 4, 5 et 6 de ton Volume Univers sec. 2 , réponds aux questions

suivantes :

1. Définissez ce qu’est une propriété caractéristique:

Une propriété caractéristique nous permet de faire trois choses : (voir p.5 Univers sec.2)

• ______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

Exemple : Dans deux contenants identiques, on verse 100 ml d’eau dans le premier et

100 ml d’alcool dans l’autre. À l’œil, il est impossible de savoir lequel des contenants

est rempli d’eau. Pourtant, lorsqu’on pèse les deux contenants, on constate tout de

suite que l’un des contenants est plus lourd que l’autre.

Lequel selon vous? ________________________________________ Expliquez :

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

• ______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

Exemple : Le filament d’une ampoule électrique est chauffé à

blanc lorsque le courant le traverse, c’est ce qui produit de la

lumière. Ce filament est fait de Tungstène, un métal dont le

point de fusion est très élevé(3422 ºC).

• ______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

Exemple : l’hydrogène est une substance qui réagit violemment avec l’oxygène de l’air

lorsqu’elle est chauffée à haute température.

Identifier une substance ou un objet.

Le contenant rempli d’eau

La masse volumique de l’eau est plus élevée que celle de l’alcool. En fait, chaque substance a sa propre masse volumique.

Prévoir les effets d’une substance sur son environn ement.

Déterminer l’usage qui peut être fait d’une substan ce ou d’un objet.

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3

2. Nommez des exemples de propriétés non caractéristiques et caractéristiques.

(voir p.4-5 Univers sec.2)

Propriétés non caractéristiques Propriétés caractéristiques

La masse La masse volumique

Le volume Le point d’ébullition

La température Le point de fusion

L’état (la phase) la dureté

La grandeur la solubilité

La couleur Les empreintes digitales

La forme… Le code génétique(ADN)…

3. Nommez la propriété qui est mise en évidence dans les situations suivantes et

précisez s’il s’agit d’une propriété caractéristique ou non caractéristique.

Situation Propriété Non caractéristique ou caractéristique ?

a) une miche de pain pèse 400 g. masse Non-caractéristique

b) l’alcool éthylique bout à 78 °C. Point d’ébullition caractéristique

c) Cette bouteille contient 750 ml de jus. Volume Non-caractéristique

d) Le thermomètre dans l’eau de la piscine indique 20 °C.

température Non-caractéristique

e) Dans 100 mL d’eau, on peut dissoudre 36 g de chlorure de sodium(NaCl), mais dans cette même quantité d’eau on peut dissoudre jusqu’à 40 g de nitrate de potassium(KNO3).

solubilité caractéristique

f) 1cm3 d’or pèse 19,3 g, alors que 1cm3 d’aluminium pèse seulement 2,7 g.

Masse volumique caractéristique

g) Le mercure devient solide à -38,8 ºC. Point de solidification caractéristique

h) On peut mettre jusqu’à 2500 m3 de béton dans cette bétonnière.

Volume Non-caractéristique

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4

4. La matière peut se présenter sous trois phases(ou états) : solide, liquide ou gazeuse. Afin de résumer ce concept, complétez le tableau suivant. (voir p.14-15 Univers sec.1)

Phase (état)

solide liquide gazeuse

Exemple

Dessin des

particules

Volume ?

(défini ou non défini)

Défini

Défini Non défini (variable)

Forme ?

(déterminée ou

non déterminée)

Définie

Non définie Non définie

Compressible ou

Incompressible ?

Incompressible

Incompressible Compressible

Niveau d’énergie

des particules ?

Bas

Moyen Élevé

Mouvements

possibles des

particules ?

Vibrations seulement

Vibrations et déplacements possibles

Vibrations et déplacements très rapides dans tous les

sens

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5

5. Complétez le texte ci-dessous à l’aide de la banque de mots suivante :

Un changement de phase est le ________________ d’une phase(solide, liquide, gazeuse) à une autre. Une substance peut changer de phase si elle ____________ ou perd de l’________________ sous forme de chaleur. Ainsi lorsqu’on chauffe un bloc de glace, ses particules acquièrent de l’énergie et leur niveau d’_______________ augmente jusqu’au point de leur permettre de glisser les unes contre les autres; c’est le passage à l’état _____________. La ______________________ d’une substance est la mesure du degré d’agitation de ses _____________________.

6. Dans le diagramme suivant, écrivez dans les rectangles le nom des trois phases et ensuite, inscrivez le nom du changement de phase correspondant à chaque flèche sur les lignes numérotées ci-dessous. (voir p. 6 Univers sec.2)

2

1

3

4

5

6

Condensation

Vaporisation

Fusion

Solidification

Phase

GAZEUSE

Agitation, température, énergie, particules, passage, liquide, absorbe.

1. ___________________________

2. ___________________________

3. ___________________________

4. ___________________________

5. ___________________________

6. ___________________________

Phase

LIQUIDE

Phase

SOLIDE

passage

absorbe énergie

agitation

liquide température particules

Condensation solide

Sublimation

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6

7. Inscrivez dans la flèche le changement de phase qui est décrit dans les situations suivantes. Ensuite, dans les rectangles, indiquez sous quelle phase(solide, liquide ou gazeuse) se trouve la substance avant et après le changement de phase.

a) Quelques gouttes d’alcool versées sur un comptoir disparaissent après quelques minutes.

b) De la lave sortant d’un volcan durcit au contact de l’air.

c) Du givre qui s’est formé durant la nuit sur les vitres de ta voiture.

d) Lorsque Marie souffle sur le miroir de sa chambre, de la buée se forme à la surface de ce dernier.

e) Après quelques semaines, les glaçons qu’on a laissés dans le congélateur semblent avoir rapetissé!

f) Lorsqu’on allume une bougie, de la cire se met à couler sur son long.

évaporation liquide gazeuse

solidification liquide solide

Condensation solide gazeuse solide

Condensation gazeuse liquide

gazeuse Sublimation solide

solide liquide Fusion

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7

8. Vous préparez une boisson rafraîchissante en dissolvant une poudre aromatisée

dans 1 litre d’eau. Cette poudre contient du sucre, des sels minéraux, de l’acide

citrique, du colorant artificiel et des arômes artificiels.

Nommez et définissez :

a) le solvant : ______________________

Définition : ___________________________________________

____________________________________________________

____________________________________________________

b) les solutés : ______________________________________

____________________________________________________

Définition : ___________________________________________

____________________________________________________

____________________________________________________

c) la solution : _______________________________________

Définition : ___________________________________________

____________________________________________________

____________________________________________________

(voir p.6 Univers sec.2)

C’est la substance qui cause la dissolution et qui se trouve en plus grande quantité dans le mélange.

L’eau

du sucre, des sels minéraux, de l’a cide citrique, du colorant artificiel et des arômes artificiels

C’est la substance qui est dissoute et qui se trouve en plus petite quantité dans le mélange.

C’est un mélange homogène formé du solvant et des solutés.

La boisson rafraichissante

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8

9. Un mélange est une association de plusieurs substances. Dites si les mélanges suivants sont homogènes ou hétérogènes. Expliquez votre choix dans chaque cas. (voir p.6 Univers sec.2)

a) un mélange d’eau et d’huile : ___________________________________

Explique :_________________________________________________________

b) un sirop pour la toux : ___________________________________

Explique :_________________________________________________________

c) de l’eau d’érable : ___________________________________

Explique :_________________________________________________________

d) une boisson gazeuse : ___________________________________

Explique :_________________________________________________________

e) de l’air pur : ___________________________________

Explique :_________________________________________________________

f) une cuillère en acier(fer + carbone) :________________________________

Explique :_________________________________________________________

g) une lame de patin en acier qui commence à rouiller. _______________________

Explique :_________________________________________________________

10. Nommez des techniques de séparation des mélanges (p.6 Univers sec.2)

Sédimentation + décantation distillation

tamisage centrifugation

filtration _____________________________________

évaporation _____________________________________

hétérogène

on distingue deux parties différentes dans le mélange

homogène

le mélange est limpide et on ne distingue pas les différents ingrédients du sirop.

homogène

le mélange est limpide et on ne distingue pas les différents ingrédients.

hétérogène

hétérogène

homogène

homogène

on ne distingue pas les différentes substances qui composent l’air : Oxygène(21%), Azote(78%), CO2, H2O

on ne distingue pas les différents éléments qui composent la cuillère d’acier. De plus, les constituants de l’acier sont répartis uniformément.

on distingue deux phases différentes dans le mélange : les bulles(gaz) et l’eau sucrée(liquide).

on distingue deux parties différentes dans le mélange: l’acier(en gris) et la rouille(en orange).

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11. Quelle(s) technique(s) de séparation des mélanges pourriez-vous utiliser pour séparer les mélanges suivants. Expliquez ensuite brièvement la méthode que vous avez choisi d’utiliser.

a) les cailloux du sable dans un mélange de terre? _______________________

Explique :_________________________________________________________

_________________________________________________________________

b) Du gravier mélangé à l’eau? ___________________________

Explique :________________________________________

________________________________________________

________________________________________________

________________________________________________

c) Le sel mélangé à l’eau? _____________________________________

Explique :_____________________________________

_____________________________________________

_____________________________________________

_____________________________________________

_____________________________________________

_____________________________________________

_____________________________________________

d) L’alcool mélangé à l’eau? _____________________________________

Explique :_________________________________________________________

_________________________________________________________________

e) La pulpe du jus d’orange? _____________________________________

Explique :_____________________________________

_____________________________________________

_____________________________________________

_____________________________________________

Résidu (sel)

Distillat (eau)

décantat

Filtrat

Résidu (pulpe)

tamisage

Les cailloux restent pris dans le tamis alors que le sable

passe au travers.

sédimentation + décantation

Distillation

Distillation

On laisse le gravier se déposer par gravité au

fond du bécher. On peut ensuite verser l’eau

dans un deuxième bécher tout en conservant

le gravier dans le premier.

En chauffant la solution d’eau salée, l’eau pure va quitter le mélange en s’évaporant et sera transférée par un tube, dans une éprouvette froide où elle se condensera sous forme liquide. Le sel quand à lui, restera sous forme de cristaux blanc dans le contenant de départ.

En chauffant le mélange entre 78 °C et 100 °C , l’alcool va s’évaporer et sera transféré, grâce à un tube, dans un contenant froid où il se condensera. L’eau quand à elle, demeurera dans le contenant de départ.

filtration

La pulpe reste prise dans le filtre alors

que le jus passe au travers.

sédiments

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10

Activité Activité Activité Activité 2222 : Les instruments de laboratoire: Les instruments de laboratoire: Les instruments de laboratoire: Les instruments de laboratoire

Précisez le nom et la fonction des vingt instruments de laboratoire représentés aux pages 10 à 14.

Aidez-vous de votre volume Univers sec.2 aux pages 237, 238, 247 et 255 au besoin.

1

Nom : _________cylindre gradué ______________

Fonction : (à quoi sert-il, quand dois-je l’utiliser?)

Sert à mesurer précisément des

volumes de liquides

2

Nom : _________Entonnoir ___________

Permet de verser un liquide dans un

contenant à embouchure étroite.

3

Nom : ______________ Bécher __________

Sert à entreposer, chauffer ou

mélanger différentes substances.

4

Nom : ______________ Spatule ___________

Permet de prendre et de verser de

petites quantités de solide en poudre

ou en granules.

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11

5

Nom : ______________ Erlenmeyer _________

Même fonction que le bécher, mais permet

en plus la récupération des gaz à sa

sortie. Il suffit de la combiner à un

bouchon troué et un tube de verre.

6

Nom : _______________ Tige de verre _______

Sert à agiter différentes substances

liquides.

7

Nom : _____________ éprouvette ________

Sert à recueillir et à bien visualiser des substances en petite quantité. Permet de créer des mélanges ou des réactions à petite échelle.

8

Nom : ____________ compte-goutte _

Permet le transfert d’un liquide goutte

par goutte dans un contenant, même

s’il est très étroit (éprouvette).

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12

9

Nom : ________ Flacon-laveur _______

Utiliser lors du nettoyage du matériel

de laboratoire. Sert de source d’eau

distillée.

10

Nom : ________ brosse ______

Utiliser pour le nettoyage de

contenants étroits(éprouvettes,

cylindres gradués, erlenmeyers,…)

11

Nom : _________ pince à éprouvette ___

Permet de saisir des éprouvettes de

façon sécuritaire, surtout lorsqu’elles

ont chauffées.

12

Nom : _______ support à éprouvettes __

Permet d’entreposer des éprouvettes

de façon sécuritaire.

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13

13

Nom : ___________ pince universelle ___

Permet de fixer ou assembler plusieurs

éléments(éprouvette, erlenmeyer,

thermomètre,…) dans un montage de

laboratoire.

14

Nom : ____________ Pince à becher __________

Permet de saisir des béchers de façon

sécuritaire, surtout lorsqu’ils ont été

chauffés.

15

Nom : ________ brûleur à alcool ____

Permet de chauffer certaines

substances en petite quantité et à

haute température.

16

Nom : ____ verre de montre_

-Permet l’observation de petits objets

ou de substances en granules.

-Utiliser lors des tests avec l’acide.

-Permet de déposer allumettes ou

objets en flamme sans danger.

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14

17

Nom : ________ thermomètre ______

Permet de mesurer la température de

différentes substances.

18

Nom : ________ plaque chauffante ______

Permet de chauffer à des niveaux variables, des substances liquides contenues dans un bécher ou une erlenmeyer.

19

a) Nom: _______ tube de verre coudé _____

b) Nom : __________ bouchon troué ____

Ensemble, ces deux objets permettent

de récupérer les substances gazeuses

à la sortie d’un contenant étroit

(éprouvette, erlenmeyer,…)

20

Nom : _________ support universel __

Combiné à des pinces universelles, il

permet l’assemblage de plusieurs

éléments dans un montage de

laboratoire.

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15

ActivitéActivitéActivitéActivité 3333 :::: L’utilisation de lL’utilisation de lL’utilisation de lL’utilisation de la balance a balance a balance a balance

Partie A : Peser des objets de formes définies

Votre enseignant vous présente 20 objets à l’avant de la classe. Vous devez, en équipe

de 2, peser tous ces objets à l’aide des balances rangées dans les armoires sous vos

comptoirs de laboratoire. Dans le tableau de la page suivante, vous consignerez la

masse de chaque objet en affichant le résultat jusqu’au centième de gramme ,

accompagné de son unité de mesure! Mais avant de commencer la pesée des

objets, lisez et complétez les exemples qui suivent .

Voici quelques exemples d’erreurs d’affichage les plus fréquents :

Exemples Explications

Une masse de 3 g …

devrait s’écrire 3,00 g

La balance est précise au centième de gramme, on affiche donc les résultats jusqu’à cette position.

Une masse de 34,50 …

devrait s’écrire 34,50 g

En science, toute valeur mesurée doit être affichée avec ses unités de mesure.

Une masse de 100,024 g

devrait s’écrire 100,24 g

Une balance précise jusqu’au centième de gramme ne peut afficher un résultat au millième de gramme!

Les résultats suivants ont été mesurés à l’aide d’une balance précise au centième de

gramme près. Toutefois, tous ces résultats comportent une erreur d’affichage, à

vous de les corriger en respectant les règles du tableau ci-dessus.

a) 16,6 g devrait s’écrire 16,60 g

b) 204,56 devrait s’écrire 204,56 g

c) 23, 056 g devrait s’écrire 23,56 g

d) Huit dixièmes de gramme devrait s’écrire 0,80 g

e) Huit centièmes de gramme devrait s’écrire 0,08 g

f) 0,2 g devrait s’écrire 0,20 g

g) 21 g devrait s’écrire 21,00 g

h) 0,28 devrait s’écrire 0,28 g