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OBJECTIFS
Utiliser le terme adapté parmi molécule, atome, anion et cation pour qualifier une entité
chimique à partir d’une formule chimique donnée
Définir une espèce chimique comme une collection d’un nombre très élevé d’entités identiques
Exploiter l’électroneutralité de la matière pour associer des espèces ioniques et citer des
formules de composés ioniques
Déterminer la masse d’une entité à partir de sa formule brute et de la masse des atomes qui la
composent
Déterminer le nombre d’entités et la quantité de matière (en mol) d’une espèce dans une masse
d’échantillon
: Acquis : En cours d’acquisition : non acquis
RESSOURCES (Les ressources sont accessibles sur Pronote et le site www.phymie2.jimdofree.com)
Texte : Activité 1 – Quelle entité chimique ?
Texte : Activité 2 – Composés ioniques
Texte : Activité 3 – Combien d’entités chimiques ?
Vidéo - Qu’est-ce qu’une mole ?
TP6 : Prélèvement d’une quantité de matière
TP7 défi – Une recette difficile !
TRAVAIL A FAIRE
Consulter les ressources
Compléter la trace écrite (Cours chapitre 2)
S’exercer sur les exercices d'automatisation et d'analyse (pour les plus avancés : parcours autonome)
Faire un résumé du chapitre sous forme de carte mentale
Apprendre le cours régulièrement
Faire des exercices avant le DS
CONSTITUTION DE LA MATIERE CHAPITRE 2
Plan de travail
DENOMBRER DES ENTITES
EXCERCER SES COMPETENCES
Correction des exercices sur Pronote
Parcours commun Parcours autonome
Ex1
Ex2
Ex3
Ex4
Ex5
Ex6
Ex7
Ex8
Ex9
Ex10
Ex11
Ex12
Ex13
Ex14
1-Exercices
d'automatisation
2-Exercices d'analyse
Ex15
Ex16
Ex17
Ex18
Ex19
Ex20
Ex21
Ex22
Ex23
Ex24
Ex25
Ex26
Ex27
Ex28
Ex29
Ex30
3- Exercices
d’approfondissement ou de
révision
CHRONOLOGIE
1
I. LA MATIERE A L’ECHELLE MICROSCOPIQUE
1. Les différentes entités chimiques
.
CONSTITUTION DE LA MATIERE CHAPITRE 2
Cours
DENOMBRER DES ENTITES
Il s’agit d’ATOMES : c’est la plus
petite ………………… chimique
électriquement ………………… qui
identifie un élément chimique
Il s’agit d’une …….…………… :
c’est une ………………………
chimique électriquement ………
constituée de …………………… au
moins.
Il s’agit d’…………… : ce sont des
………………. chimiques porteuses
d’une ……………………. électrique.
On distingue les :
- ………………… de charge ………………
- ………………… de charge ………………
➢ A l’échelle ……………………… (Échelle humaine), on
parle d’ ………………… chimiques.
➢ A l’échelle ………………………, on parle d’ ……………
chimiques.
2
2. Masse d’une entité chimique
.
Application :
Sachant que : m(C)= 1,99 x 10-26 kg m(H)= 1,67 x 10-27 kg m(O)= 2,66 x 10-26 kg
Calculer la masse de la molécule de saccharose C12H22O11 :
II. LES COMPOSES IONIQUES
Exemples :
- Sel de cuisine : l’ion sodium …………s’associe avec l’anion …………pour former un composé neutre de
formule simplifiée ………………………
- Chlorure d’aluminium : l’ion aluminium …………s’associe avec ………… ions chlorures de formule
…………pour former un composé neutre de formule simplifiée ………………………
Exemples :
- Sel de cuisine : dans l’eau, il se dissocie en ions …………et …………
- Chlorure d’aluminium : dans l’eau, il se dissocie en ions ………… et …………
La masse d’une entité chimique constituée de plusieurs atomes se calcule faisant la …….……………………
des masses des atomes constituant l’entité en question.
➢ Un composé ionique associe obligatoirement un ……………………… et un ……………………… de
manière à former un ensemble de charge électrique globale ………………………
➢ Mis en solution, le composé ionique se dissocie en ses ……………………… et ………………………
Le principe d’électroneutralité de la matière précise que tout échantillon de matière est
électriquement ………………………
3
Exemples
III. LA MATIERE A L’ECHELLE MACROSCOPIQUE
1. Un grand nombre d’entités chimiques dans un échantillon de matière
On compte des milliards de milliards d’entités chimiques dans le moindre échantillon de matière. Ces nombres
sont difficiles à imaginer, tel le nombre de grains de sable sur la plage !
Exemple : environ 30 millions de milliards de milliards de molécules d’eau dans 1 L
Ce qui définit une espèce chimique au niveau macroscopique dépend de l’entité microscopique qui la compose.
Des paramètres physiques permettent de caractériser ce corps au niveau macroscopique : son état physique à une
température donnée (solide, liquide ou gazeux), sa couleur, sa ………..……………………………….…,
……………………………………, ………………………………………………………………………………….
2. Masse d’un échantillon de matière
Application : le charbon végétal est utilisé dans le traitement des troubles du transit intestinal. Il se présente sous la
forme d'une poudre noire, essentiellement constituée d'atomes de carbone. Une capsule de charbon végétal contient
0,16 g de carbone. Quel est le nombre d’atomes de carbone contenus dans une de ces capsules ? (Donnée : m carbone =
1,99.10-26 kg)
La masse méch d’un échantillon de matière constitué de N entités de masse mentité est définie par :
𝒎é𝒄𝒉 =
➢ Le nom d’un solide ionique commence toujours par celui de l’……………………… et se termine par
le nom du ………………………, mais dans sa formule chimique, c’est le contraire :
4
IV. LA QUANTITE DE MATIERE : LIEN ENTRE LE DOMAINE MICROSCOPIQUE ET
MACROSCOPIQUE
Connaitre le nombre d’entités (atomes, ions, molécules) contenues dans une masse ou un volume donné est important
en chimie, en particulier dans le domaine médical (analyse sanguines, dosage de médicaments, etc.…). Ce nombre
étant trop grand à manipuler, on utilise une grandeur adaptée : la quantité de matière.
Application : Calculer la quantité de matière de carbone contenue dans une des capsules dans l’application
précédente.
➢ Une mole est un ………………………… regroupant ……………………………………. entités chimiques identiques.
Ce nombre invariable et arbitraire porte le nom de constante d'Avogadro, et est notée NA :
NA =
➢ La quantité de matière d'une entité contenue dans un échantillon correspond au nombre de
……………………………… (……………………….……….) de cette entité : elle est représentée par la lettre ………..
et s'exprime en ………………………., de symbole ……………
➢ Le nombre d’entités N dans un échantillon est lié à la quantité de matière n par la relation :
N =
Des espèces chimiques dans le corps humain
Doc.1
Vocabulaire :
Anion Ion de charge négative
Atome Plus petite particule électriquement
neutre qui identifie un élément chimique
Cation Ion de charge positive
Entité
chimique Atome, molécule ou ion
Espèce
chimique Ensemble d’entités chimiques identiques
Ion
(n.m.) Entité chimique porteuse d’une charge
électrique
Molécule Entité chimique électriquement neutre,
constituée de 2 atomes au moins
CONSTITUTION DE LA MATIERE CHAPITRE 2
Activité 1 : Quelle entité chimique ?
Doc.2
Le sang
Chaque cellule, pour vivre, doit en permanence recevoir du dioxygène et des substances nutritives et
évacuer des déchets (dont le dioxyde de carbone). C’est le sang qui permet ses échanges.
Le sang est composé :
- D’une partie liquide : le plasma
- D’une partie solide : les globules rouges (hématies), les globules blancs (leucocytes) et les plaquettes
Le plasma contient de nombreuses espèces chimiques comme :
- Des molécules d’origine alimentaire et issues de la digestion (glucose C6H12O6 , acides aminés, acides
gras)
- Des déchets du métabolisme humain (molécule d’urée CN2H4O …)
- Des ions tels que l’ion sodium Na+, potassium, magnésium …apportés par l’alimentation
Doc.3
QUESTIONS
1. Citer l’espèce chimique majoritaire dont est constitué le corps humain
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
2. Le sang est-il un mélange homogène ou hétérogène ?
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
3. Le plasma est-il un corps pur ou un mélange ?
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
4. Nommer une molécule, un atome, un anion, et un cation présents dans le corps humain :
- Molécule : _____________________________________________________________
- Atome : ________________________________________________________________
- Anion : ______________________________________________________________
- Cation : _________________________________________________________________
5. De quelle entité s’agit-il ?
__________________________________________________________________
______________________________________________________
__________________________________________________________
Les solutions et composés ioniques font partie de notre quotidien. Ce sont des constituants non négligeables du corps
et ils sont très présents dans le domaine de la santé. Connaitre leur composition et leurs effets est important pour se
soigner.
Le sérum physiologique est en
réalité une solution d’ions sodium et
d’ions chlorure de formule chimique
(Na+ + Cl−). Aussi bien toléré par les
tissus corporels que s'il s'agissait de
notre propre sang, il se prépare avec
de l’eau distillée et du chlorure de
sodium. Il est très utilisé en médecine
: nettoyage de plaies, réhydratation,
remplissage de
prothèses …
Calciforte est un médicament
préconisé en cas de carence en
calcium suite à une augmentation des
besoins en calcium (croissance,
grossesse, allaitement …)
Il contient entre autres une solution
ionique de chlorure de calcium.
On obtient cette solution par
dissolution de chlorure de calcium
dans de l’eau.
La solution de chlorure ferrique
« pique », mais elle est bien plus
efficace que l’eau oxygénée pour
interrompre un petit saignement.
Les ions chlorure Cl- et les ions
ferriques Fe3+ provoquent la
coagulation du sang : le caillot formé
protège la plaie durant la
cicatrisation.
Comment peut-on écrire la formule de ces différents composés ioniques ?
Contiennent-ils autant d’anions que de cations ?
Electroneutralité de la matière
La matière, à toute échelle, est électriquement
neutre, que ce soit au niveau des atomes, des
molécules ou des composés ioniques.
Doc.1
Formule de différents ions
Formule des ions chlorure : Cl-
Formule des ions calcium Ca2+
Formule des ions ferrique Fe3+
CONSTITUTION DE LA MATIERE CHAPITRE 2
Activité 2 : Composés ioniques
Doc.2
Une analogie
Chlorure de sodium
Modèle du composé ionique Modèle des ions
Doc.3
QUESTIONS
1. Les ions sodium Na+ (ou les ions chlorure Cl-) peuvent-ils exister seuls ? Pourquoi ?
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
2. Le modèle du chlorure de sodium respecte-t-il le principe de l’électroneutralité de la matière ? Justifier la
réponse._________________________________________________________________________________
On donne la représentation suivante pour les ions calcium Ca2+.
3. Combien de briques vertes du modèle de l’ion chlorure faudrait-il utiliser pour obtenir le modèle du chlorure
de calcium (comme précédemment pour le chlorure de sodium) ? _____________________________
4. Combien d’ions chlorure pour un ion calcium faut-il dans le composé ionique pour qu’il soit électriquement
neutre ? ______________________________________
On donne la représentation suivante pour les ions ferrique Fe3+.
5. Combien de briques vertes du modèle de l’ion chlorure faudrait-il utiliser pour obtenir le modèle du chlorure
ferrique ? _______________________
6. Combien d’ions chlorure pour un ion ferrique faut-il dans le composé ionique pour qu’il soit électriquement
neutre ? _________________________________
7. Proposer la règle générale qui associe les anions et les cations dans un composé ionique afin d’obtenir une
formule de composé ionique
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
8. Indiquer l’ordre dans lequel on place les anions et les cations dans le nom d’un composé ionique, puis dans sa
formule (doc1). __________________________________________________________________________
Pour vaincre une fatigue passagère, on peut utiliser un composé ionique à base d’ions magnésium Mg2+.
9. Parmi la liste suivante, barrer les entités qui ne peuvent pas être associées à l’ion magnésium dans le composé
ionique :
Al3+ SO42- H2O CO2 F- H2 Cl-
10. On peut prendre du chlorure de magnésium, qui contient les ions chlorure Cl- et les ions magnésium Mg2+.
Entourer sa formule : MgCl MgCl+ Mg2Cl MgCl2
Les conservateurs sont présents dans de nombreux aliments, naturellement ou comme additifs
alimentaires.
Par exemple, le benzoate de sodium est une
espèce utilisée comme additif dans les boissons
et certaines conserves pour empêcher le
développement de levures et bactéries.
➢ Combien d’entités de benzoate de sodium peut-on ingérer
quotidiennement au maximum sans risque pour la santé ?
Les additifs alimentaires
« Les additifs sont des substances ajoutées aux aliments dans
un but technologique : améliorer leur conservation […],
colorer les denrées, renforcer leur goût …
Mais si elles sont utilisées en petites quantités, ces substances
sont évaluées et surveillées pour prévenir les effets néfastes
sur la santé. Leur emploi est donc réglementé et leur présence
doit obligatoirement être mentionnée sur les étiquettes des
produits concernés. »
Source : DGCCRF
Par exemple, la réglementation fixe la dose admissible pour le
benzoate de sodium (E211) à 350 mg par jour pour un adulte
de 70 kg
Doc.1
Le benzoate de sodium
CONSTITUTION DE LA MATIERE CHAPITRE 2
Activité 3 : Combien d’entités chimiques ?
Doc.2
Masse de quelques entités chimiques
▪ m(H) = 1,67 × 10-27 kg
▪ m(C) = 1,99 × 10-26 kg
▪ m(O) = 2,66 × 10-26 kg
▪ m(Na) = 3,82 × 10-26 kg
Doc.3
Longueur de l’entité benzoate de sodium :
l = 9,0 × 10-9 m
Doc.4
QUESTIONS
1. Identifier la formule brute, appelée aussi formule chimique, du benzoate de sodium : ______________________
2. Donner la composition de cette molécule : ________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
3. Que dire de la masse d’un atome d’hydrogène, oxygène, carbone et sodium ? _____________________________
4. Exprimer la masse m d’une entité de benzoate de sodium en fonction des masses mH, mO, mNa et mC de chacun des
atomes composant cette entité. Puis calculer cette masse m.
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
5. Calculer le nombre d’entités N de benzoate de sodium correspondant à la dose maximale quotidienne autorisée
pour un adulte de 70 kg.
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6. Calculer la longueur L d’un ruban obtenu en alignant ces N entités de benzoate de sodium.
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7. Comparer le résultat obtenu à la distance Terre-Soleil, estimée à 150 millions de kilomètres. Commenter.
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CONTEXTE
Mme Gpasdebol sort de chez le médecin qui lui a fait une ordonnance pour aller faire une analyse de sang suite à une
grande fatigue. Elle arrive donc à jeun au laboratoire d’analyses médicales et vous lui faites le prélèvement sanguin.
DONNEES
Le sucre est composé de molécules de saccharose de formule C12H22O11
La formule du sel est NaCl
Masses de quelques entités chimiques :
▪ m(H) = 1,67 × 10-27 kg
▪ m(O) = 2,66 × 10-26 kg
▪ m(C) = 1,99 × 10-26 kg
▪ m(Na) = 3,82 × 10-26 kg
▪ m(Cl) = 5,89 × 10-26 kg
Nombre d’Avogadro : 𝑁𝐴 = 6,02 × 1023 𝑚𝑜𝑙−1
TRAVAIL A FAIRE
MISSION 1 : le malaise…
L’anxiété, le stress et le jeûne de la nuit lui provoquent un malaise et elle se retrouve allongée. Le
médecin analyste arrive immédiatement et vous ordonne de lui préparer un mélange d’eau sucrée et
d’eau salée. Voici ses consignes : « Prélever 0,0080 mol de sucre et 0,024 mol de sel. Les
introduire dans une fiole jaugée de 100,0mL. Compléter avec de l’eau. »
A vous de préparer ce mélange pour remettre sur pied notre patiente.
Le médecin analyste vous demande de rédiger un protocole accompagné d’une liste de matériel et des calculs
complets qui sera archivé, de manière à avoir une trace de l’intervention réalisée sur la patiente.
Une fois le protocole rédigé, appeler le professeur pour réaliser la manipulation
CRITERES DE REUSSITE
Démarche Analyser * *
Expressions littérales Analyser Communiquer * * * *
Calculs (chiffres significatifs et unités) Calculer Valider * * * *
Liste de matériel complète Analyser Communiquer * * * *
Protocole complet Analyser Communiquer * * *
Pesée correcte Réaliser * * *
TOTAL /5
A chaque fois qu’une aide sera attribuée le préparateur sera pénalisé !!
Formule Masse volumique (g.cm-3)
Glycérine C3H8O3 1,26 Ethanol C2H6O 0,79
CONSTITUTION DE LA MATIERE CHAPITRE 2
TP6 : PRELEVEMENT D’UNE QUANTITE DE MATIERE
Mission 2 : Quand le sort s’acharne …
Notre patiente, remise de ses émotions, peut quitter le laboratoire d’analyses médicales et
rentrer chez elle pour se reposer. C’était sans compter les escaliers …En sortant du laboratoire,
elle rate une marche et se retrouve plus vite que prévu en bas. Elle se relève et … Aie ! Sa
cheville lui fait mal. Elle fait de nouveau appel au personnel du laboratoire. Il faut que vous lui
fassiez une compresse d’alcool glycériné à l’aide du protocole suivant : « Préparer 0,138 mol de
glycérine et 0,121 mol d’éthanol. Les mélanger dans un bécher. Ce mélange sera utilisé sur une compresse. »
A vous de préparer les 2 constituants de ce mélange pour remettre sur pied notre
patiente.
De nouveau, un protocole accompagné d’une liste de matériel et des calculs complets doit être rédigé.
Une fois le protocole rédigé, appeler le professeur pour réaliser la manipulation
CRITERES DE REUSSITE
Démarche Analyser * *
Expressions littérales Analyser Communiquer * * * *
Calculs (chiffres significatifs et unités) Calculer Valider * * * *
Liste de matériel complète Analyser Communiquer * * * *
Protocole complet Analyser Communiquer * * *
Ménisque Réaliser * * *
TOTAL /5
A chaque fois qu’une aide sera attribuée le préparateur sera pénalisé !!
Dans tous les exercices, on donnera la formule littérale puis on fera l’application numérique
Dans tous les exercices, on donnera le nombre correct de chiffres significatifs
EXERCICES D’AUTOMATISATION
Ex 1 – Cinq minutes chrono !
Ex 2 – Distinguer espèce et entité chimique
Ex 3 – Citer une espèce et une entité chimique
Ex 4 – Déterminer la formule d’une espèce
chimique
Ex 5 – Justifier la formule d’une espèce chimique
CONSTITUTION DE LA MATIERE CHAPITRE 2
EXERCICES
Ex 6 – Sels d’aluminium
Écrire la formule du solide ionique composé par les
ions Al3+ et SO42−.
Ex 7 – Structure ordonnée
Ex 8 – Interpréter l’électroneutralité
Ex 9 – Déterminer la masse d’une molécule
Ex 10 – Déterminer la masse d’une molécule (bis)
Ex 11 – Déterminer un nombre d’entités
Ex 12 – Déterminer un nombre d’entités (bis)
Ex 13 – Déterminer un nombre d’entités (bis)
Ex 14 – Calculer une quantité de matière
EXERCICES D’ANALYSE
Ex 15 – Calculer un nombre de molécules
Ex 16 – Les solides ioniques
Ex 17 – Un chewing-gum à la nicotine
Ex 18 – Les pluies acides
Ex 19 – Le rouge cochenille
Ex 20 – Pollution au dioxyde d’azote
Ex 21 – Une bague de 9 ou 18 carats ?
Ex 22 – Détermination d’un nombre de molécules
Ex 23 – La mole et l’équation bilan
Ex 24 – Dissolution du sel dans l’eau
Ex 25 – Sel et sucre mélangés
Ex 26 – Le sulfate de cuivre
EXERCICES D’APPROFONDISSEMENT
Ex 27 – Préparation d’une solution de TP
Ex 28 – L’aspirine
Ex 29 – Mélange de solutés
Ex 30 – Le chlorure de magnésium