chap7-l_air_le_feu_les_combustions_et_les_reactions_redox_4e.doc

4ème cours
chimie
chap 7 : l'AIR, le FEU, les COMBUSTIONS et les réactions d'OXYDOREDUCTION
|A chaque inspiration, nous faisons rentrer de l'air dans nos poumons : | |
|l'air nous permet de vivre. Mais de quoi est-il composé ? Et quelles | |
|sont ses propriétés ? | |
|L'air permet aussi au feu de brûler. Dans un barbecue, la combustion du | |
|charbon de bois libère de la chaleur permettant de faire cuire la | |
|viande. Dans une cuisinière à gaz ou un briquet, c'est la combustion | |
|d'un gaz qui libère de la chaleur. Pourquoi un courant d'air permet de | |
|raviver les braises du barbecue ? Pourquoi des flammes bleues sont-elles| |
|un signe du bon fonctionnement de la cuisinière ? Que se passe-t-il | |
|exactement concernant les molécules des différents corps au cours de ces| |
|transformations chimiques ? C'est à toutes ces questions (et à plein | |
|d'autres...) que nous allons répondre dans ce chapitre. | | | |[pic] |
|Activité documentaire : que contient l'atmosphère ? | |
| | |
|« Comme la plupart des planètes observables, la Terre | |
|est entourée d'une enveloppe de gaz en perpétuel | |
|mouvement : l'atmosphère. Sa composition et sa | |
|structure sont incomparables en raison de l'apparition,| |
|il y a plus de trois milliards d'années, d'un phénomène| |
|unique dans notre système solaire : l'éclosion de la | |
|vie. | |
|Il y a 4,5 milliards d'années, le nuage de gaz qui | |
|entourait la Terre en formation contenait de l'eau, du | |
|dioxyde de carbone, du dihydrogène et du méthane. | |
Le dioxygène commença à faire son apparition il y a quelques deux milliards
d'années dans l'atmosphère car la vie existait déjà sous forme d'algues
bleues qui ont la particularité de fixer le diazote atmosphérique pour
rejeter le dioxygène qui représentait alors seulement 1 % de
l'atmosphère. Cinq cents millions d'années plus tard ce taux passait à
environ 3 %. L'atmosphère a atteint sa composition actuelle il y a 400 à
600 millions d'années.
Il a fallu attendre le XVIIIème siècle et les expériences du chimiste
français LAVOISIER en 1777 pour que la composition soit connue. Il trouva
que l'air contenait 27 % de dioxygène. Depuis des analyses précises et
admises par tout le monde (en 1947) indiquent que l'air sec contient de
l'ozone (O3) qui nous protège des rayonnements ultraviolets, 78,1 % de
diazote (N2), 20,9 % de dioxygène (O2), 0,93 % d'argon (Ar), 0,034 % de
dioxyde de carbone (CO2) et encore d'autres gaz en très petites quantités.
De plus l'atmosphère terrestre contient de grandes quantités de vapeur
d'eau (H2O) dont l'abondance varie de 5 % dans les régions chaudes et
humides (près de l'équateur) à 0,1 % des régions froides et sèches
(Sibérie). » Sur les planètes voisines de la Terre, l'atmosphère a la composition
suivante (% en volume) :
|Gaz |Vénus |Mars |Terre |Terre sans vie|
|Dioxyde de |96 |95 | |99,8 |
|carbone (CO2) | | | | |
|Diazote (N2) |3,5 |2,7 | |0,009 |
|Dioxygène (O2)|0,003 |0,15 | |0,09 |
|Argon (Ar) |0,006 |1,6 | |- | D'après « La Terre et l'Univers », Hachette Éducation et « Sciences
illustrées » (N°6 juin 1993)
Répondre aux questions : 1 - Quelle est la composition primitive de l'atmosphère ?
..............................................................................
.........
..............................................................................
.............................................................................. 2 - Qu'est-ce qui est à l'origine de l'apparition du dioxygène sur la Terre
? ..................................................................
..............................................................................
.............................................................................. 3 - Qui a réalisé la première analyse de l'air et à quelle époque ?
.............................................................................. 4 - Compléter dans le tableau la colonne concernant l'atmosphère terrestre.
|5 - Quels sont les 4 principaux constituants de| |
|l'atmosphère terrestre ? Les classer à l'aide | |
|d'un tableau (nom, formule chimique et | |
|proportions), puis écrire les noms des | |
|constituants sur l'histogramme de droite | |
|Nom | |
|Formule chimique | |
|Pourcentage | |
| | |
| | |
|* | |
|* | |
|* | |
|* | |
| | |
| | |
| | |
1) Quelques propriétés de l'air a) L'air est-il un corps pur ? Pourquoi ?
........................................................................
..............................
..............................................................................
..............................................................................
L'air est un .................................... homogène dont les 2
constituants principaux sont le ................................ (environ
80 %) et le ..................................... (environ 20 %). |L'air est-il compressible ? | |
| | |
|Protocole : emprisonnons de l'air dans une seringue| |
|(a) et essayons de le comprimer en appuyant sur le | |
|piston (b), puis de le détendre en tirant le | |
|piston (c). | |
|Observations : | |
|...................................................| |
|.................. | |
|...................................................| |
|....................................... | |
| | |
|Comme tous les ..........., l'air est | |
|.................................... (volume | |
|diminue) et ..................................... | |
|(volume augmente). | |
|Il ne possède ni de forme ni de volume | |
|...................... | | |L'air a-t-il une masse ? |[pic] |
| | |
|Protocole : pesons le ballon bien gonflé m1 =| |
|................. | |
| | |
|Retirons 1 Litre (= 1000 mL) d'air du ballon | |
|en mesurant le volume par déplacement d'eau. | |
| | |
|Pesons de nouveau le ballon dégonflé m2 = | |
|.................. | |
Dans les conditions de l'expérience (T ( 20 °C et P ( 1 bar = 1000 hPa),
un litre d'air a une masse de ................... Animation sur l'air et la pression :
http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_lycee/quatrieme/chimi
e/air_pression.htm
3) Quelques propriétés du dioxygène a) Le dioxygène est nécessaire à la vie sur Terre