Ce travail est librement inspiré de documents disponibles sur la toile. Merci à leurs auteurs Merci pour vos remarques Ondes mécaniques progressives. Ondes mécaniques progressives. Ondes mécaniques progressives. Ondes mécaniques progressives. Nature ondulatoire de la lumière Nature ondulatoire de la lumière Nature ondulatoire de la lumière Nature ondulatoire de la lumière Les ondes Spectre atomique et quantification des échanges d’énergie. Spectre atomique et quantification des échanges d’énergie. Spectre atomique et quantification des échanges d’énergie. Spectre atomique et quantification des échanges d’énergie. Le noyau atomique. Le noyau atomique. Le noyau atomique. Le noyau atomique. Réactions nucléaires. Réactions nucléaires. Réactions nucléaires. Réactions nucléaires. Physique atomique et nucléaire Etude de la pile Daniell. Etude de la pile Daniell. Etude de la pile Daniell. Etude de la pile Daniell. Potentiel standard d’un couple redox et pouvoir Potentiel standard d’un couple redox et pouvoir Potentiel standard d’un couple redox et pouvoir Potentiel standard d’un couple redox et pouvoir oxydant de sa forme oxydée oxydant de sa forme oxydée oxydant de sa forme oxydée oxydant de sa forme oxydée Piles électrochimiques Chimie organique Les amides aliphatiques Les amides aliphatiques Les amides aliphatiques Les amides aliphatiques Passage entre les dérivées des acides carboxyliques Passage entre les dérivées des acides carboxyliques Passage entre les dérivées des acides carboxyliques Passage entre les dérivées des acides carboxyliques
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Ce travail est librement inspiré de documents disponibles sur la toile. Merci à leurs auteurs
���� Nature ondulatoire de la lumièreNature ondulatoire de la lumièreNature ondulatoire de la lumièreNature ondulatoire de la lumière Les ondes
���� Spectre atomique et quantification des échanges d’énergie.Spectre atomique et quantification des échanges d’énergie.Spectre atomique et quantification des échanges d’énergie.Spectre atomique et quantification des échanges d’énergie.
���� Le noyau atomique.Le noyau atomique.Le noyau atomique.Le noyau atomique.
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Piles électrochimiques
Chimie organique
���� Les amides aliphatiquesLes amides aliphatiquesLes amides aliphatiquesLes amides aliphatiques
���� Passage entre les dérivées des acides carboxyliquesPassage entre les dérivées des acides carboxyliquesPassage entre les dérivées des acides carboxyliquesPassage entre les dérivées des acides carboxyliques
Onde progressive le long d’une corde………………………….…………….…………... …
Onde progressive à la surface d’un liquide au repos ……………………...….…….… … Onde progressive longitudinale …………………………………………………………… La diffraction d’une onde………………………………………………………….…… ….
Le spectre atomique …………………………………………… …………………… …….… Le noyau atomique ……………………………………………………..… . ..…
La réaction nucléaire spontanée ………………………………………………… …. ….… La réaction nucléaire provoquée ………………………………………….……… …… …
Bilan énergétique d’une réaction nucléaire …………………….……… .…...…
ChiChiChiChimiemiemiemie
Les amides aliphatiques ……………………………………………………… Passage entre les dérivées des acides carboxyliques……………………………………… Les réactions d’oxydoréduction ( rappel) ………………………………………..…………
Les piles électrochimiques ……………………….…………………………………...………
La variation de la fem d’une pile de type Daniel avec les concentrations………………
Le potentiel standard d’un couple redox……….……………………………………..……
Propagation d’un ébranlementPropagation d’un ébranlementPropagation d’un ébranlementPropagation d’un ébranlement 1- Mise en évidence expérimentale : 1-1- Définition : …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
4- Onde progressive sinusoïdale Notion d’une onde : «« Une onde mécanique correspond au phénomène de propagation d'une perturbation dans un milieu, sans
déplacement de matière. De manière générale, on peut définir une onde comme étant le phénomène résultant
de la propagation d’une succession d’ébranlements. : Comme ondes mécaniques on peut citer :tremblements de terre, ressort, vagues, les ondes sonores, les ondes de choc…
Les ondes mécaniques se propagent uniquement dans la matière (lorsqu’elle constitue un milieu élastique) avec
la célérité 'v' des ébranlements qui se propagent dans le milieu de propagation. Elle est égale à la distance 'd'
parcourue par la perturbation divisée par la durée du parcours Δt. Une onde peut être transversale ou longitudinale selon le caractère longitudinal ou transversal des
ébranlements créant l’onde. Une onde se propagent dans un milieu ouvert, progresse indéfiniment en
s’éloignant de la source tant que l’énergie quelle transporte se conserve ; une telle onde est dite progressive. »
»
Dégager à partir du texte les définitions : - d’une
onde :……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
Onde progressive sinusoïdale le long d’une cordeOnde progressive sinusoïdale le long d’une cordeOnde progressive sinusoïdale le long d’une cordeOnde progressive sinusoïdale le long d’une corde I- Etude expérimentale :
4- L’aspect de la corde à un instant donné : L’onde part de S à t0=0s, le front d’onde atteint le point d’abscisse xf à l’instant tf fixé tel que : xf = ……………
Onde progressive sinusoïdaleOnde progressive sinusoïdaleOnde progressive sinusoïdaleOnde progressive sinusoïdale à la surface d’un liquide au repos à la surface d’un liquide au repos à la surface d’un liquide au repos à la surface d’un liquide au repos I- Etude expérimentale : 1- Cas d’une source ponctuelle : a- Dispositif expérimental :
Remarque : La surface de l’eau est identique à une infinité de cordes élastiques identiques liées en O et
dispersées selon la surface libre de l’eau.
b- Observation en lumière ordinaire : …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… c- Observation en lumière stroboscopique : Te étant la fréquence des éclairs.
3- Application N°2 : Un vibreur entretenu électriquement porte une lame vibrante dont l’extrémité S est une pointe qui frappe la
surface de l’eau d’un mouvement vertical sinusoïdal, de fréquence N réglable et d’amplitude << a >>.
1-a Décrire le phénomène observé à la surface de l’eau.
b- Un stroboscope éclaire la surface de l’eau ; la fréquence des éclaires Ne est constante.
On augmente progressivement, à partir de la valeur zéro, la fréquence des vibrations de la lame ; pour une
fréquence N = 25Hz de celle-ci on observe, pour la première fois, l’immobilité apparente des rides à la
surface de l’eau. Expliquer le phénomène et calculer la fréquence Ne des éclaires permettant d’obtenir
l’immobilité apparente.
2- On donne ci-dessous, la représentation graphique d’une coupe de la surface de l’eau, par un plan vertical
passant par S, à un instant donné t1 : yt1(x) On prendra pour valeur de la fréquence N = 25Hz et on suppose que l’onde part de la source S à t = 0.
a- Définir la longueur d’onde λ et la calculer. En déduire la valeur de la célérité C de propagation. Déterminer
l’instant de date t1.
b- Donner la représentation de la coupe transversale de la surface de l’eau à l’instant t2 = 0,1s. c- Déterminer l’équation horaire de la source ys(t).
II- Propagation d’une Onde sonore : * Le haut parleur (supposé source ponctuelle) produit une onde sonore sinusoïdale de fréquence N. * L’onde sonore est une onde progressive sphérique mais qui s’atténue en s’éloignant de la source à cause de la
dilution de l’énergie.
* Une onde sonore ne se propage pas dans le vide. Un son est une vibration qui se propage dans un milieu
matériel.
* Une onde sonore est longitudinale :
* Célérité de son : La propagation d’onde sonore se fait avec une célérité qui dépend de la nature de milieu propagateur
Milieu air eau Fer Célérité (m.s-1) 340 1500 5000
HP
M1 M2 M4 M3
I
II
…………………………………………………………
…………………………………………………………
…………………………………………………………
…………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………
……………………………………………………
……………………………………………………
……………………………………………………
……………………………………………………
……………………………………………………
……………………………….
……………………………………………………
……………………………………………………
……………………………………………………
……………………………………………………
……………………………………………………
……………………………………………………
……………………………….
La flamme se met à bouger en suivant le mouvement de
………………………... : Ceci illustre la nature longitudinale des ondes
Application : Deux microphones A et B, distants de d, sont placés dans l’axe d’un haut parleur émettant un son sinusoïdal de
fréquence N = 1.25 KHz. Les microphones A et B, sont reliés respectivement aux voies Y1 et Y2 d’un
oscilloscope et réglées sur la même sensibilité verticale.
On obtient les oscillogrammes ci-dessous.
1- Dire si le son est une onde transversale ou longitudinale.
2- Indiquer la voie qui correspond à chaque courbe de l’oscillogramme. Justifier la réponse.
3- Calculer la sensibilité horizontale de l’oscilloscope.
4- Comparer l’état vibratoire des deux points ou sont placés les microphones.
5- a – La distance d est égale à 27.2cm. Cette valeur est-elle cohérente avec la réponse précédente ? La célérité du son dans l’air est v = 340m.s-1 b- Trouver la distance minimale entre les deux microphones pour que les deux courbes deviennent :
* en opposition de phase.
* en quadrature de phase
6- Sans déplacer le dispositif, on divise par deux la fréquence N du son émis par le haut parleur.
Parmi les propositions suivantes, indiquer en le justifiant les affirmations exactes :
a- La période est divisée par deux.
b- La longueur d’onde est doublée.
c- Les points ou sont situés les microphones vibrent en phase.
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ���� Pour une largeur fixe a de la fente F, le phénomène de diffraction est d’autant plus marqué que la longueur d’onde λ est plus ……………. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… II- La diffraction de la lumière: 1°/ Expériences : a- Expérience :1
Ecran vu de face
Ecran (E) Faisceau Laser
Laser
* Une source laser émet une
lumière rouge de longueur d’onde
λ=……………… Observations :………………………………
………………………………………………………………………..
λλλλ2
e2
Vibreur
λλλλ2
e1
Vibreur
λλλλ1
5°/ Conclusion :
� La diffraction d’une onde est la ………………….………….de la ……………….…. …… de propagation et de la
……………………..…… de l’onde au voisinage d’une ………………………… ou d’un ……………………
� Le phénomène de la diffraction est une ……………………………………………………………………….des ondes.
� L’onde incidente et l’onde diffractée ont même …………….…………..et même ………………….……. et même
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… h- En exploitant les résultats précédents établir l’expression de L en fonction de D, λλλλ et a. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
I- L’énergie de l’atome 1°/ Insuffisances de la mécanique classique (de Newton). 1.1. Interaction gravitationnelle - interaction électrostatique
1.2. Comparaison des systèmes planétaires : Système= {planète - satellite} et des cortèges électroniques des atomes : Système= {noyau - électron}.
1.3. Rayonnement de l’énergie : Loi de Maxwell. «Toute particule chargée et accélérée rayonne de l’énergie en émettant des ondes électromagnétiques » En appliquant la loi de Maxwell à un électron qui gravite autour du noyau, dire comment doit-il se comporter ? …………………………………..……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………..………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1.4. Conclusion : ……………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………..………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Modèle de l’atome de Rutherford Système= {noyau - électron} …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
2- Expérience de Frank et Hertz : James Franck et Gustave Hertz ont montré, en 1914, qu’en bombardant les atomes d’un gaz avec des électrons
d’énergie connue (de l’ordre de quelques eV), on pouvait accroître l’énergie interne des atomes et que cela
s’effectuait par paliers. Ils reçurent, pour l’ensemble de leurs travaux, le prix Nobel en 1925.
c- résultats de l’expérience :
Les résultats ont permis de tracer la courbe représentant Nc
Ne
= f(EC) avec :
Ne : nombre d’électrons émis par le canon par unité de temps.
Nc : Le nombre d’électrons captés avec une certaine énergie cinétique par unité de temps.
EC : énergie cinétique des électrons émis par le canon.
1eV = 1,6.10-19 ; Ne (constante) d- Interprétation :
���� Si le modèle de l’atome de Rutherford est juste, quel(s) résultats(s) l’expérience de Franck et Hertz doit-elle donner ? …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
3- Niveaux d’énergie d’un atome : Le système= {noyau - électron}
3-1) Le modèle atomique de Bohr L’atome est formé d’un noyau fixe autour du quel gravitent des électrons tels que : � Les électrons sont placés sur des orbites sphériques concentriques et stables. � L’atome n’a que certains niveaux d’énergie spécifiques possibles qu’on appelle états stationnaires.
� Un électron change de niveaux d’énergie en absorbant ou en émettant une quantité spécifique d’énergie correspondant exactement à la différence d’énergie entre les deux niveaux
3-2) Niveaux d'énergie d'un atome De l'expérience précédente, on déduit que
l'énergie de l'atome est quantifiée :
c'est-à-dire qu'elle ne peut prendre que certaines valeurs bien déterminées appelées niveaux discrets d'énergie caractéristiques de l'élément notées E1 ; E2 ; E3 ;… ; En Les différents états de l’atome :
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Remarque : …………………………………………………………………………………………………………………………… 3-3) Transition entre niveaux d'énergie Une transition atomique est le passage de l'atome d'un état d'énergie à un autre a ) Absorption :
La transition d’un niveau d’énergie En à un niveau d’énergie Ep plus élevé se fait par absorption d’une radiation lumineuse de fréquence νννν (ou de longueur d’onde λλλλ) : L’atome est en état excité. Remarque : ����Cette énergie peut être transférée à l'atome par absorption de lumière (ou à l'occasion de chocs interatomiques si la température du milieu est élevée, par décharges électriques, par chocs avec les électrons d'un faisceau électronique) ���� L’énergie absorbée par l'atome doit être juste égale à la quantité d'énergie nécessaire à l'une des transitions possibles : C'est-à-dire égale à l'augmentation d'énergie de l'atome :
���� Lors d'un choc avec un électron d'énergie cinétique Ec, l'atome absorbe juste la quantité d'énergie nécessaire à l'une des transitions possibles (∆∆∆∆E=Ep -En ) et l'électron repart avec l'énergie résiduelle conservée par l’électron.
4-2) Émission : L’émission de lumière peut se faire spontanément, par perte
d’énergie de l’atome excité : L’électron passe d’un niveau excité d’énergie Ep à un niveau d’énergie En plus bas par émission d’une radiation lumineuse de fréquence νννν (ou de longueur d’onde λλλλ) La diminution d'énergie de l'atome est égale à l'énergie de la radiation lumineuse émise de fréquence νννν (ou de longueur d’onde λλλλ) : II- Le spectre lumineux :
Les découvertes astronomiques se font essentiellement par l'étude
de la lumière émise par les astres. Il est possible d'étudier cette
lumière comme un tout mais il est aussi possible de la diviser en
ses différentes composantes pour mieux connaître la nature de
l'objet qui l'a émise.
Nous observons un phénomène spectroscopique depuis l'aube de
l'humanité: les arcs-en-ciel. Ceux-ci sont produits par la
décomposition de la lumière du Soleil en ses différentes couleurs
par la présence de gouttelettes d'eau dans l'air. C'est Isaac
Newton (1642-1727) qui, le premier, observa de façon scientifique
le phénomène de séparation des couleurs en notant qu'un prisme
de verre pouvait diviser un faisceau de lumière blanche en les
différentes couleurs de l'arc-en-ciel. Cela se passait vers la fin du
XVIIème siècle.
1) Le dispositif expérimental : Le spectroscope
Nous avons vu dans le chapitre précédent le prisme, instrument capable de décomposer la lumière. La figure montrant la décomposition de la lumière s’appelle un ………………………………. Un autre instrument existe afin d’obtenir ce genre de figure, il s’agit du réseau. Il est constitué d’une
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Nous allons dans ce chapitre utilisé ces instruments pour observer des spectres et voir qu’il en existe de
différentes sortes.
2) Spectres d’émission : 2-1) Spectres visible de la lumière blanche : Pour réaliser expérimentalement un spectre, il est possible de
réaliser le montage suivant : Observations : …………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Le spectre donné par une lampe à vapeur de sodium ou à vapeur de mercure est ………………………… La lumière émise par ces lampes est composée d'un nombre ………………………………………………… qui dépend de la ………………………… Leur spectre est un spectre de ……………………………………………………
c- Définitions : � Un gaz à basse pression et à température élevée émet une lumière constituée d’un nombre donné de raies, on dit que l’on a ……………………………………….…. ou un …………………. � Le spectre donné par une lampe à vapeur de sodium ou à vapeur de mercure est discontinu : La lumière émise par ces lampes est composée d'un nombre limité de radiations. Leur spectre est un spectre d'émission ……………………….
� A chaque ……… ………..correspond une ………………………………………. bien précise, qui définit …………………………………………………………………. � Chaque espèce chimique du gaz émet des raies …………………………………………….. on peut donc identifier un gaz par ………………………………………….sans ambiguïté : Le spectre de raies est la signature de l'élément chimique.
3) Les spectres de raies d’absorption :
a- Définitions : Lorsqu'une substance est traversée par de la lumière blanche, le spectre obtenu est constitué de raies noires se détachant sur un spectre coloré. Le spectre obtenu est appelé : ………………………………… Donc le spectre d’absorption est le spectre d’une lumière blanche ayant traversé la matière (un gaz) qui l’a privée d’une partie du rayonnement initial : …………………………………………………………………………………
b- Expérience : (Avec un gaz)
����Avec une lampe au sodium on obtient une seule raie jaune
����Avec une lampe au mercure on obtient
de gauche à droite : raies : rouge / rouge / orange / vert / bleu
Source de lumière
blanche
Ecran Réseau Lentille Fente
Gaz
OFF
ON
Ecran Réseau Lentille Fente Lampe spectrale à vapeur de sodium ou à vapeur de mercure
Remarque : Lorsqu’on fait brûler l’élément chimique sodium dans la flamme du bec bunsen. La flamme devient jaune. c- Observations : ����Lorsqu'un gaz est traversé par de la lumière blanche, le spectre obtenu est constitué de raies ……………………… se détachant sur un spectre coloré. ���� La ……………………………………….du spectre d'absorption du sodium correspond à la………………………………………. de son spectre d'émission : ����Les raies ………………………..……………. du spectre d'absorption du mercure correspondent aux raies ……………………… de son spectre d'émission.
d- Conclusion : ���� La substance absorbe certaines radiations. ���� Les raies …………………………………………. correspondent aux raies …………………..……….. ���� Un élément chimique ………..……….………..…. les radiations qu'il est capable …………………..….…………... : Donc un spectre d’absorption est aussi une signature de l’espèce chimique considéré (On peut également reconnaître un élément par une couleur de flamme)
4) Interprétation des spectres atomiques
4-1) Le modèle du photon ���� La diffraction de la lumière prouve qu’elle à un caractère ………………………….………, cette théorie est incapable d’expliquer le spectre atomique : ���� Pour expliquer le spectre de raies atomique, on admet qu’une radiation monochromatique de longueur d’onde λλλλ est constituée par des particules non chargées et sans masse appelées : Photons. Chaque photon transporte une quantité d’énergie :Ephoton tel que :
4-2) Interprétation des raies d’émission ou d’absorption et transition électronique: a-) Cas des raies d’absorption : Un électron transite d’un niveau En (proche du noyau) vers un niveau
d’énergie supérieur Ep, lorsqu’il reçoit le quantum d’énergie nécessaire et suffisant, tel que : ∆E = ………………………….… ………………………….…
4) Généralisation : ���� Un ………………… d’élément chimique est caractérisé par son spectre ………………..……….……… ou ………………………….. ���� Les raies d'absorption et d'émission ont la même longueur d'onde : Un gaz ne peut …………….…………..que les radiations qu’il serait …………………………………………….………….. s’il était chaud.
Le spectre de raies d’absorption obtenu présente essentiellement une raie noire sur fond continu qui
correspond à la radiation manquante dans le spectre de la lumière blanche : ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… a-) Cas des raies d’émission : Désexcitation de l’atome excitée.
Lorsque l’électron excité de l’atome passe du niveau d’énergie Ep vers un niveau d’énergie En plus bas, il y a émission d’un photon d’énergie ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… Remarque : ………………………………………………………………
III- Le spectre de l’atome d’hydrogène :
1) Énergie de l’atome d’hydrogène. a) Expression L'atome d'hydrogène est formé d'un seul électron en mouvement autour d'un proton (noyau le plus simple).
Les niveaux d'énergie électronique sont quantifiés. Ils sont donnés par la relation suivante
n 1 2 3 4 5
En (eV)
b) Etat fondamental, état excité. Donner la valeur de l’énergie qui correspond à l’état fondamental de l’atome d’hydrogène: Quelle est l’énergie de l’atome d’hydrogène lorsqu’il est excité ?
c) Etat ionisé et énergie d’ionisation. Définition :
2 ) Série de raies d’émission :. L’ensemble de raies qui constituent le spectre d’émission de l’atome d’hydrogène peut être placé en série. Une série correspond aux transitions qui aboutissent au même niveau d’énergie : ����Série de Lyman pour les transitions des niveaux supérieurs, vers le niveau d’énergie n = 1 ����Série de Balmer pour les transitions vers le niveau d’énergie n = 2. ����Série de Paschen pour les transitions vers le niveau d’énergie n = 3
1°) Application à l’astrophysique: Il est difficile d’envoyer une sonde spatiale sur de nombreuses étoiles car elles sont trop loin ou trop chaude. Seul leur rayonnement nous permet de les analyser. Qu’est ce qu’une étoile ? C’est une boule de gaz sous haute pression dont la température varie beaucoup entre le centre et la surface. Mais la plupart des étoiles comportent une atmosphère constituée d’un gaz sous basse pression.
Quelles informations pouvons-nous avoir ? • Le rayonnement que l’on perçoit d’une étoile provient de la photosphère. Celui–ci donne
la couleur donc la température de l’étoile : Les bleues sont les plus chaudes et les rouges les plus froides.
• A la périphérie de cette photosphère, il existe donc une atmosphère constituée d’un gaz sous faible pression. C’est dans cette partie de l’étoile que certaines radiations sont absorbées par les éléments chimiques présents. Le spectre de la lumière émise par une étoile est donc un spectre d’absorption.
2°) Exercice :
h = 6,62.10-34J.s ; C= 3.108m.s-1 ; 1eV = 1,6.10-19J ; me = 9,1.10-31Kg On rappelle que l’énergie d’un atome d’hydrogène est quantifiée et ne peut prendre que les valeurs suivantes :
En = E0000
n2222 avec E0 = -13.6 eV et n = 1, 2, 3………
1- a – Représenter sur un diagramme les niveaux d’énergie en électrons-volts de l’atome d’hydrogène pour n
compris entre 1 et 6. b- Préciser sur ce diagramme l’état fondamental et les états excités.
c- Montrer à partir de ce diagramme le caractère discontinu du spectre d’émission de l’atome d’hydrogène.
2- Qu’appelle-t-on énergie d’ionisation de l’atome d’hydrogène ? Quelle est sa valeur ?
3- Dire s’il y a absorption ou émission lors de la transition :
a- Du niveau d’énergie correspondant à n = 1 au niveau n = 2
b- Du niveau d’énergie correspondant à n =3 au niveau n = 2
4- L’atome d’hydrogène passe du niveau d’énergie correspondant à n = 4 au niveau n = 2. a- Calculer la longueur d’onde de la radiation émise.
b- A quel domaine de radiation cette longueur d’onde appartient-elle ?
5- Les quatre premières raies de la série de Balmer correspondant au retour au niveau n = 2 ont pour longueur
d’onde : λ1 = 410 nm, λ2 = 410 nm, λ3 = 410 nm, λ4 = 410 nm. Associer chaque longueur d’onde à la transition
correspondante.
6- L’atome d’hydrogène étant dans un état correspondant au niveau n = 1, il reçoit deux photons d’énergie
respectives 10.5 eV et 14 eV. a- Lequel des deux photons permet ionisation de l’atome d’hydrogène ?
b- Calculer l’énergie cinétique, en eV, de l’électron lorsqu’il quitte l’atome ; puis déduire sa vitesse
Le noyau atomiqueLe noyau atomiqueLe noyau atomiqueLe noyau atomique I - Introduction : Un atome est constitué de deux parties : un noyau (appelé aussi nucléide) et un nuage électronique. Le noyau est composé de particules appelées nucléons qui sont de deux types :
* Les protons de charge élémentaire positive (qp = e=1,6.10-19C) et de masse (mp = 1,6726.10-27kg ) * Les neutrons électriquement neutres (qn=0) et de masse (mn=1,6750.10-27kg ) . mn très légèrement supérieure à mp.
1- Caractéristiques d'un noyau d'atome :
La représentation symbolique du noyau d'un atome est: XAZ
• X est le symbole de l'élément chimique de numéro atomique Z. • Z est le nombre de protons. Z est aussi appelé nombre de charge.
• A est le nombre de nucléons (protons + nucléon). A est aussi appelé nombre de masse.
N = A - Z est le nombre de neutrons présents dans le noyau. a- Nucléide.
E: énergie du système en joules (J) m: masse du système en kilogrammes (kg) c: vitesse de la lumière dans le vide (c=3,0.108m.s-1)
ΔE = Δm.c2
II- Stabilité et instabilité des noyaux : 1. Les principales forces agissant dans le noyau.
Au sein du noyau s'affrontent principalement deux types d'interactions:
• Des répulsions électriques qui ont tendance à détruire le noyau,
• Des interactions nucléaires fortes qui ont tendance à assurer la cohésion du noyau. Qui se manifestent
seulement à des faibles distances (de l’ordre de1Fm)
2. Instabilité du noyau. Sous l'action des différentes forces en présence, certains noyaux sont stables (ils ont une durée de vie
considérée comme infinie à l'échelle géologique) et d'autres sont instables (ils se détruisent spontanément au
bout d'une durée plus ou moins grande à la même échelle).
III- Equivalence masse énergie : 1- Relation d'Einstein En 1905, en élaborant la théorie de la relativité restreinte, Einstein postule que la masse est une des formes que peut prendre l'énergie.
Postulat d'Einstein: Un système de masse m possède lorsqu'il est au repos, une énergie:
E = m.c2 avec
Conséquence: Si le système (au repos) échange de l'énergie avec le milieu extérieur, (par rayonnement ou par transfert
thermique par exemple), sa variation d'énergie E∆∆∆∆ et sa variation de masse m∆∆∆∆ sont liées par la relation:
Remarque: • Si Δm < 0 : ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
• Si Δm >0 : ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
2. Unités de masse et d'énergie 2.1- Unité de l’énergie : Le joule est une unité d'énergie inadaptée à l'échelle microscopique. On utilise plutôt à cette échelle
l'électron volt (noté eV):
Définition : l'électron volt est l’énergie acquise par un électron accéléré sous une tension de 1V d’où : ……………………………………………………………………………………..
Remarque: On utilise aussi le MeV: 1MeV = 106eV = 1,60.10-13J.
2.2- Unité de la masse :
Dans la pratique, lorsque l’énergie est exprimée en MeV la masse 2c
Remarque : Ce défaut de masse Δm est du à l’existence, de forces qui permettent la liaison entre les nucléons du
noyau, appelées forces nucléaires (ou interaction forte) qui deviennent importantes lorsque la distance entre les
nucléons est très courte (de l’ordre de 1Fm). * Généralisation : Expérimentalement, on a constaté que la masse du noyau atomique est toujours inférieure à la somme des masses
des nucléons qui le constituent.
Dans le cas d'un noyau XAZ , en notant mp la masse du proton et mn la masse du neutron, on peut écrire:
mnoyau < Z.mp+ (A - Z).mn. Définition : ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
Réactions nucléaire spontanéesRéactions nucléaire spontanéesRéactions nucléaire spontanéesRéactions nucléaire spontanées : La radioactivité: La radioactivité: La radioactivité: La radioactivité
I. La radioactivité.
1- Définition : La radioactivité est l’émission spontanée d’un rayonnement par un isotope particulier d’un élément
chimique.
Le rayonnement peut être : - Un rayonnement électromagnétique noté ( γγγγ ). Cette émission de rayonnement γγγγ n'est pas systématique mais
extrêmement fréquente.
- Corpusculaire : émission de particules chargées.
Le processus est appelé désintégration radioactive et le noyau qui émet le rayonnement radioactif est appelé
radioélément. Un noyau radioactif est un noyau instable dont la désintégration (destruction) est aléatoire et s'accompagne de:
* L'apparition d'un nouveau noyau,
* L'émission du rayonnement radioactif
La radioactivité est une réaction dite nucléaire car elle concerne le noyau de l'atome par opposition aux réactions
chimiques qui ne concernent que le cortège électronique sans modifier le noyau.
2- Propriétés de la désintégration : La désintégration radioactive est:
* Aléatoire: Il est impossible de prévoir l'instant où va se produire la désintégration d'un noyau radioactif
* Spontanée: La désintégration se produit sans aucune intervention extérieure,
* Inéluctable: Un noyau radioactif se désintégrera tôt ou tard,
* Indépendante de la combinaison chimique dont le noyau radioactif fait partie,
* Indépendante des paramètres extérieurs tels que la pression ou la température.
II- Identification et caractéristique des rayonnements radioactifs :
Expérience :
* Radioactivité : αααα
Des noyaux sont dits radioactifs αααα s'ils expulsent des noyaux d'hélium ou hélions : He4
2
Les particules αααα sont très ionisantes mais peu pénétrantes (une feuille de papier l’arrête)
* Radioactivité : −−−−ββββ ce sont des électrons e0
1-
* Radioactivité : ++++ββββ ce sont des positons e0
1++++
* Radioactivité : γγγγ c’est un rayonnement électromagnétique (photon) de très grande fréquence c.à.d de très
haute énergie, peu ionisant mais très pénétrant par conséquent dangereux (capable de traverser même 20cm dans
Remarque : la radioactivité αααα concerne les noyaux lourds : A >>>> 200 ; Z >>>> 80 Exemple :…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
b- La désintégration ββββ-: C’est l’émission d’un électrons ( e0
Origine de l’électron émis : Le noyau ne contient pas des électrons, c’est le neutron ( n1
0 ) qu’en se transformant en proton ( p1
1 ) libère un
électron ( e0
1- ). Remarque : la radioactivité ββββ- concerne les noyaux riche en neutrons Exemple : ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………...
c- La désintégration ββββ+ :C’es t l’émission d’un positon ( e0
Le noyau ne contient pas des positons, c’est le proton ( p1
1 ) qu’en se transformant en neutron ( n1
0 ) libère un
positon ( e0
1++++ ). Remarque : la radioactivité ββββ+concerne les noyaux riche en protons, ces noyaux n’existe pas dans la nature, ils sont produits
aux laboratoires :
Le radioélément est artificiel on dit que la radioactivité est artificielle Exemple : ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
IV. Evolution temporelle d’une substance radioactive.
2. Décroissance exponentielle. Soient :
���� N0, le nombre de noyaux radioactifs à l’instant t = 0
���� N(t), le nombre de noyaux radioactifs restants à l’instant t ���� N(t) + dN le nombre de noyau restants à la date t + dt . (avec dN < 0 puisque N diminue).
���� Calculez le nombre de noyaux qui s'est désintégrés entre t et t + dt :
���� Nous savons que ce nombre est proportionnel à deux grandeurs: ���� (- dN) est proportionnel à N(t) c'est à dire au nombre de noyaux présents à l'instant t dans l'échantillon.
�(- dN) est proportionnel à dt c'est à dire la durée pendant laquelle on compte les désintégrations.
�Ainsi, on peut écrire la relation de proportionnalité entre : (- dN), N(t) et dt. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
3-3.Exemples de périodes de quelques éléments radioactifs. Quelques éléments ont une période de l'ordre de 10-15s d'autre ont une période de 1023s .
4 Activité d'une source radioactive. 4-1. Définition. L'activité A d'une source radioactive est égale au nombre moyen de désintégrations par seconde dans
l'échantillon.
Elle s'exprime en becquerels dont le symbole est Bq
(1Bq=1 désintégration par seconde). Remarque : Le curie (Ci) est une autre unité de mesure d'activité utilisée.
Il correspond à l'activité de 1,0 g de radium et vaut 3,7.1010Bq.
4-2. Expression de l'activité. En exploitant la définition de l'activité A d'une source radioactive et la loi N(t) = N0e-λλλλt , montrer que
l’expression de l'activité d'un échantillon en fonction du temps est : A(t)= A0e-λλλλt tel que :
A0 = λλλλ.N0 est l’activité initiale de l’échantillon radioactive ( à t = 0s ) ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Remarque : L’activité suit la même loi de décroissance exponentielle que N. 5. Activité : Principe de la datation d'un objet très ancien à l'aide d'un radioélément. ���� Si l'on connaît le radioélément contenu dans l'objet (on connaît alors λλλλ), si l'on connaît l'activité A0 de
l'échantillon et si l'on sait mesurer A, alors il est possible de connaître la date d'origine t de l'objet.
���� Etablir l’expression de t en fonction de A0, A(t) et λλλλ.
6. Dangerosité et effets biologiques. 6-1. Dangerosité et demi-vie. On admettra que plus l'activité d'une source est grande, plus elle est dangereuse. Or d'après ce qui précède:
On a A =λλλλN et λλλλ = (Log 2) / T ⇒⇒⇒⇒ A= N .Log 2222 T
Il apparaît donc q'une source radioactive est d'autant plus active, donc dangereuse, qu'elle comporte un grand
nombre de noyaux radioactifs et que sa demi-vie est courte.
6-2. Effets biologiques.
L'action sur les tissus vivants dépend de plusieurs paramètres:
• Du nombre de particules reçues par seconde. Ce nombre dépend de l'activité de la source et de son
éloignement.
• De l'énergie et de la nature des particules émises et donc reçues.
• Du fractionnement de la dose reçue.
• De la nature des tissus touchés.
Les particules ionisantes et le rayonnement γ sont capables de provoquer des réactions chimiques et des
modifications dans la structure des molécules constituant la matière vivante. En particulier, ils peuvent induire
des mutations génétiques lorsque l'ADN se trouve modifié.
7. Activité d’évaluation : On considère N et N0 les nombres de noyaux
présents aux dates t > 0 et
t0 = 0. On étudie la désintégration de l’isotope de
xénon Xe13554 , on obtient les résultats suivants :
1°) Tracer la courbe
N
NLog 0 = f (t).
2°) Justifier l’allure de la courbe.
…………………………………………………………………………………
……..…………………………………………………………………………
………………………………………….
3°) Exploiter la courbe pour :
a) Déterminer la valeur de la constante
radioactive λλλλ. …………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
………………………………………..
b) Déduire la période radioactive de Xe13554 :
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
……………………………………….
c) Calculer l’activité initiale A0 de l’échantillon :.
1- Cas des réactions nucléaires spontanées Si la réaction se produit avec perte de masse, le milieu extérieur reçoit de l'énergie (généralement sous forme
d'énergie cinétique des particules émises). Dans le cas d'une émission α par exemple:
L’énergie fournie au milieu extérieur est: 555555555555555555555555555
Exemple: La désintégration β - du cobalt 60 :
Masses des particules :
m( Co6027 ) = 59,9190u; m( Ni60
28 ) = 59,9154u; m( e01− ) = 5,49.10-4u.
m∆ = m( Ni6028 ) + m( e01− ) - m( Co60
27 ) => m∆ =………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
On remarquera que m∆ <0. La masse du système diminue et le système fournit de l'énergie au milieu extérieur. Cette énergie s'écrit: E = | m∆ |.c2
=> E = ........................................................................
On remarquera que m∆ <0. La masse du système diminue et le système fournit de l'énergie au milieu extérieur. Cette énergie s'écrit: E = | m∆ |.c2 E = ....................................................................................... 55555555555555555555555555
I- Rappels et définitions. 1) Expériences : Un oxydant :……………………………………………………………………………………………………………………………… Un réducteur :………………………………………………………………………………………………………………………………. Une oxydation :…………………………………………………………………………………………………………………………….. Une réduction : ……………………………………………………………………………………………………………………………..
� La réaction spontanée qui se produit lorsque la pile débite un courant. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………….
Dans un mélange d’une
solution de sulfate de
zinc et d’une solution de
sulfate de cuivre on
plonge deux lames de
cuivre et de zinc
1) Expérience
Zn2+, Cu2+ et SO42-
Zn Cu
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………
2) Observations
1) Description de la pile Daniel …………………………………………………………
…………………………………………………………
…………………………………………………………
…………………………………………………………
…………………………………………………………
…………………………………………………………
2) Principe de fonctionnement de la pile Daniel 1-2) Expérience : Réaliser le circuit suivant :
Vb.D est le potentiel électrique de la borne droite
Vb.G est le potentiel électrique de la borne droite
4) La force électromotrice d’une pile : E a) Définition : La force électromotrice (E) d’une pile est la différence de potentiel entre la borne droite et la borne gauche
lorsqu’elle ne débite pas (en circuit ouvert : i = 0 )
E = Vb.D – Vb.G
b) Mesure de la fem de la pile Daniell: L’utilisation d’un voltmètre numérique permet de déterminer la fem de la pile ainsi que sa polarité : Il y a deux possibilités
………………………………….. ………………………………..
III- Généralisation autres piles électrochimiques de type Pile Daniell
La variation deLa variation deLa variation deLa variation de la fem d’une pile avec les concentrations la fem d’une pile avec les concentrations la fem d’une pile avec les concentrations la fem d’une pile avec les concentrations
I- Objectifs : � Montrer que la fem d’une pile varie avec les concentrations
� Etablir l’expression de la fem d’une pile : la loi de Nerst II- Etude expérimentale 1- Expérience et principe On réalisera des piles définies par le schéma suivant avec différentes concentrations des deux solutions et
on mesurera les fem E de ces piles
V
2- Résultats : Compléter le tableau.
3- Courbe: Tracer la courbe E= f ( logΠΠΠΠ ) . 4-Interprétation: Déduire l’expression de
III- Exploitation des mesures 1) Définition de la fem normale ( E0) d’une pile : .................................................................................................................................................................................................
Remarque : la fem normale ( E0) d’une pile dépend de ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 2) Expression de la fem d’une pile de type Daniel : la loi de Nerst ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3) Relation entre E° et la constante d’équilibre K relative à la réaction associée : Soit la pile symbolisée par : M1 ||||M1
n+ |||||||| M2n+ |||| M2 .
Lorsque cette pile fonctionne la fonction des concentrations ππππ relative à la réaction associée à cette pile évolue
vers la valeur de la constante d’équilibre K.
Quand l’équilibre chimique est atteint la pile s’arrête, aucun transfert d’électrons entre les réactifs ne se
produit et le courant s’annule : La fem s’annule également et la pile est dite usée. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
IV - Comparaison des forces de deux couples redox Oxi/Redi d' après la valeur de la fem standard E° de la pile correspondante.
1°) Activité : Soit la pile symbolisée par : Cu |||| Cu2+ |||||||| Sn|||| Sn2+ . La fem standard de la pile est E° = -0,48V. Donner l’équation de la réaction associée à cette pile : …………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………. En déduire la valeur de la constante d’équilibre relative à cette réaction et conclure
……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………. Comparer le pouvoir réducteur de Cu à celui de Sn et le pouvoir oxydant de Cu2+ à celui Sn2+. ……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………
V- Evaluation : La fem normale de la pile P1 symbolisée par : Sn||||Sn2+(0,01 mol.L-1)|||||||| Pb2+(0, 1 mol.L-1) |||| Pb est E0 = 0,01V 1) Ecrire l’équation de la réaction associée à cette pile et calculer la valeur de sa constante d’équilibre K. 2) Comparer les pouvoirs oxydant et réducteur des deux couples mis en jeu. 3) Calculer la fem initiale Ei de la pile 4) Déterminer : a) La polarité de la pile b) La réaction spontanée qui se produit lorsque la pile débite un courant. 5) Faire un schéma de la pile en indiquant le sens du courant à l’extérieur de la pile et le sens de déplacement des ions K+ et Cl – qui forment le pont électrolytique lorsque la pile fonctionne. 6) Calculer les concentrations molaires quand la pile ne débite plus de courant électrique dans le circuit extérieur. On suppose que les solutions, dans les compartiments de gauche et de droite, ont le même volume. 7) On considère la pile P2 symbolisée par Sn|Sn2+(0, 1 mol.L-1)|| Pb2+(0,01 mol.L-1) | Pb. Déterminer La réaction spontanée qui se produit lorsque la pile débite un courant. Conclure.
POTENTIEL STANDARD D’UN COUPLE REDOXPOTENTIEL STANDARD D’UN COUPLE REDOXPOTENTIEL STANDARD D’UN COUPLE REDOXPOTENTIEL STANDARD D’UN COUPLE REDOX : : : : Choix d’une référence pour les couples redoxChoix d’une référence pour les couples redoxChoix d’une référence pour les couples redoxChoix d’une référence pour les couples redox
I - La demi-pile normale à hydrogène
II - Définition du potentiel standard d’électrode d'un couple redox
1) Potentiel d’électrode.
1-2) Activité :
b) Symbole :
c) Equation de la réaction associée :
1°- La demi-pile à hydrogène ou électrode à hydrogène
Au couple redox H3O+ / H2(gaz) correspond une demi-pile à hydrogène qu'on appelle "électrode à hydrogène" . Son fonctionnement est le suivant:
………….
.
…………………
………………….
……….
.
……………………………..
2°- L' Electrode Normale à Hydrogène On convient de fixer : La pression du gaz du dihydrogène…………………. On note …………………. La concentration des ions hydronium:……………… Dans ces conditions, appelées ……………………………., on note cette demi-pile E.N.H. ( électrode normale à hydrogène).
1-1) Définition: Le potentiel d’électrode d’un couple redox Ox/Red est noté EOx/Red et il représente la fem. de la pile formée par l'Electrode Normale à Hydrogène (E.N.H.) placée à gauche et l'électrode du couple Ox/Red placée à droite.
a) Compléter le schéma ci-contre de la pile qui permet
la mesure du potentiel d’électrode d’un couple redox Zn2+/ Zn.
d) Expression du potentiel d’électrode d’un couple redox Zn2+/ Zn.
2) Le potentiel standard d’électrode.
2-2) Le potentiel standard du couple Mn+/M : 0
M/MnE ++++
2-3) Le potentiel standard du couple Cu2+/ Cu. La fem de la pile représentée ci-contre est égale à (+0,34V) . Donner :
���� Le symbole de cette pile :
……………………………………………………………
���� Déduire le potentiel standard du couple Cu2+/ Cu .
2-4) Le potentiel standard du couple Zn2+/ Zn . La mesure de la fem de la pile : Pt ||||H2 (P=1atm)|||| H3O+(1mol.L-1) |||||||| Zn2+ (1mol.L-1)||||Zn donne E= -0,76V. Déduire la va leur de 0
/2 ZnZnE ++++
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………
2-1 ) Définition: Le potentiel standard d’électrode d’un couple redox noté E
0ox /red ou
°°°°iE est par définition la fem standard de la
pile qui sert à mesurer le potentiel d’électrode de ce couple. C'est donc la fem de cette pile quand la fonction des
concentrations ππππ est égale à 1 : π π π π =1
Remarque : Le potentiel standard d’électrode normal à hydrogène est par convention : 0
H/OH 23E ++++ =
0ENHE = 0V
a- Symbole :
b- L'équation chimique associée est : c- Expression de sa f.e.m : ……………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
III - Comparaison d'un couple Oxi/Redi au couple H3O+ / H2(g) d'après la valeur du potentiel standard d’électrode.
1) Activité N° 1 Comparons le couple Cu2 + / Cu(sd) à H3O
+ / H2(g) La mesure de la fem de la pile : Pt |||| H2 (P=1atm)|||| H3O+ (1mol.L-1) |||||||| Cu2+ (1mol.L-1)||||Cu donne E= +0,34V. Comparer le pouvoir réducteur du métal Cu à celui du dihydrogène H2 et le pouvoir oxydant de Cu2+ à celui des
ions hydronium H3O+. a) Donner l’équation de la réaction associée à la pile : …………………………………………………………………………………………….…………………………………………………………………………………………….…………………
2) Activité N° 2 Comparons le couple Fe2 + / Fe à H3O+ / H2(g) La mesure de la fem de la pile : Pt ||||H2 (P=1atm)|||| H3O+(1mol.L-1) |||||||| Fe2+(1mol.L-1)||||Fe donne E= -0,41V. Comparer le pouvoir réducteur du métal Fe à celui du dihydrogène H2 et le pouvoir oxydant de Fe2+ à celui des
ions hydronium H3O+. a) Donner l’équation de la réaction associée à la pile : …………………………………………………………………………………………….…………………………………………………………………………………………….…………………
3- Généralisation : Comparaison d'un couple Mn+||||M au couple H3O+ / H2(g) d' après la valeur du potentiel standard d’électrode. Soit la pile symbolisée par : Pt |||| H2 (P=1atm)|||| H3O+ (1mol.L-1) |||||||| Mn+ (1mol.L-1) |||| M . L’équation de la réaction associée à cette pile est : …………………………………………………………………………………………….…………………………………………………………………………………………….…………………
IV- Classification électrochimique des couples redox Plus le potentiel standard d’un couple redox est élevé plus le pouvoir oxydant de sa forme oxydée est grande :
Dans ce tableau on a placé par ordre croissant les potentiels standards d’électrodes usuelles
V- Détermination de la fem standard d’une pile 1) Exemple: Soit à déterminer le potentiel normal de la pile symbolisée par : Cu(sd) ||||Cu2 +( C1) |||||||| Pb2 +(C2) |||| Pb(sd)
La fem normale de la pile est
E° = E°D - E°G = ……………………………………………..
E°pile = …………………………………………………….
2) Conclusion : On détermine E°(pile) ���� Soit par calcul direct comme le cas précédent : E°(pile) = E°D - E°G
���� Soit à partir de la constante d'équilibre K ce qui donne E°(pile) = 0,06
n.logK
2) Remarque: Prévision des réactions. Deux méthodes pour prévoir le sens de déplacement d’une réaction.
���� On compare ππππ à K
���� On se base sur le signe de la fem.
Exemple : La fem. de la pile symbolisée par: Zn(sd) I Zn2 +( 0,1mol/L) II Sn2 +(10-4mol/L) I Sn(sd) est égale à 0,53V.
a) Schématiser cette pile et écrire l'équation chimique associée.
b) Donner les polarités des bornes et le sens de circulation du courant dans le circuit extérieur;
c) Calculer la valeur de la fem. normale et celle de la constante d’équilibre.
C- Préparation des amides : 1- Préparation d’un amide a partir des sels d’ammonium :
2- Généralisation: R – COO-, NH4
+ → R-CO-NH2 + H2O D- Hydrolyse des amides: 1- Hydrolyse en milieu basique: ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Passage entre les dérivés acides carboxyliquesPassage entre les dérivés acides carboxyliquesPassage entre les dérivés acides carboxyliquesPassage entre les dérivés acides carboxyliques
A- Introduction : Lorsque dans un acide carboxylique le groupe OH est remplacé par un autre groupe X on dit que
le composé obtenu est un dérivé de l’acide carboxylique.
Exemples :
X Dérivé de l’acide carboxylique Dérivés Rqs
Cl
Exemples :………………………………………………………………………………………………..
B- Passage entre les dérivés des acides carboxyliques I- A partir des chlorures d’acyles : 1- Synthèse des esters :
* N-éthyléthanamide : CH3- CONH-C2H5 qui est un amide N-substitué.
+ 2CH5-NH2 → + ( CH5-NH3+ + Cl-)
* Généralisation:
+ 2R’NH2 → + R’NH3+ + Cl-
+ 2R’R’’NH → + R’R’’NH2+ + Cl-
* Les amines tertiaires ne réagissent pas avec les chlorures d’acyle. 3- Synthèse des anhydrides : a- Rappel : …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..