Physique

Exercices sur les solutions acides - solutions basiques 3e

Classe: 
Troisième

Exercice 1

Compléter le texte suivant en ajoutant les mots ou groupe de mots manquants

Le $BBT$ qui change de $\ldots\ldots$ suivant la nature de la solution est un $\ldots\ldots\ldots$ coloré
Une solution acide fait virer $\ldots\ldots$ au jaune. Le $BBT$ reste $\ldots\ldots$ dans une solution neutre. Le vert est la $\ldots\ldots\ldots$ du $BBT$. Une solution est $\ldots\ldots$ quand elle fait virer le $BBT$ au bleu.
Dans une réaction acido-basique, l'élévation de la $\ldots\ldots$ notée par le thermomètre montre que la réaction est $\ldots\ldots$.La réaction entre un $\ldots\ldots$. et une base donne du $\ldots\ldots$ et de l'eau. La $\ldots\ldots\ldots$ permet d'obtenir une solution neutre ; elle se produit quand le $\ldots\ldots$ de moles de base est $\ldots\ldots$ à celui de l'acide. A ce moment précis, l'indicateur coloré $\ldots\ldots$ de coloration, le $\ldots\ldots$ est atteint. Le dosage ou titrage d'une solution est la détermination de la $\ldots\ldots$ (titre) inconnue d'une solution à partir de celle (titre) $\ldots\ldots$ d'une autre solution : c'est une application de la $\ldots\ldots$. Dans un dosage, la $\ldots\ldots\ldots$ est dans la burette ; sa concentration est $\ldots\ldots$ alors que la solution $\ldots\ldots$ dont la concentration est inconnue est dans le bécher.

Exercice 2

Au laboratoire, on dose souvent une solution acide (ou basique) par une solution basique (ou acide) en présence d'un indicateur coloré.
 
1) Quelle est l'utilité d'un tel dosage ?
 
2) A quoi sert alors l'indicateur coloré ?
 
3) Qu'appelle-t-on l'équivalence acido-basique ?

Exercice 3

le schéma ci-dessous est celui d'un montage expérimental.

 
 

 

$$\begin{array}{|c|c|}\hline \text{ Annotation } & \text{ Fonction expérimentale }  \\ \hline  &   \\ \hline &   \\ \hline & \\ \hline & \\ \hline  & \\ \hline \end{array}$$
1) De quelle expérience s'agit-il ?
 
2) Compléter le tableau expérimental joint.

Exercice 4

Quelle masse d'hydroxyde de sodium $NaOH$ faut-il dissoudre dans $500\;mL$ d'une solution d'acide chlorhydrique décimolaire pour la neutraliser.

Exercice 5

Pour doser une solution d'acide chlorhydrique, $30\;mL$ de soude de concentration $0.25\;mol/L$ ont été versés pour neutraliser $20\;cm^{3}$ de cet acide.
 
1) Faites le schéma annoté de l'expérience.
 
2) Trouver la concentration molaire de l'acide et en déduire sa concentration massique.
 
3) Calculer la masse de sel et d'eau produit par ce dosage.

Exercice 6

Une solution de soude de concentration inconnue est dosée par une solution d'acide chlorhydrique de concentration $0.10\;molL^{-1}$. Pour une prise d'essai de $10.0\;cm^{3}$ de la solution basique, il faut verser $8.2\;cm^{3}$ de la solution d'acide pour le virage du $BBT$. Trouver la concentration de la solution de soude en $mol/L$ et en $g/L$..

Exercice 7

Dans un bécher, on met $100\;mL$ d'eau pure dans lesquelles on dissout $2\;g$ d'hydroxyde de sodium $NaOH$.
 
1) Calculer la molarité de la solution obtenue.
 
2) Cette solution basique est neutralisée exactement par $50\;mL$ d'acide chlorhydrique.
 
2-1) Trouver la masse de chacun des produits obtenus.
 
2-2) Quelle était la concentration molaire de cette solution acide.

Exercice 8

Un bécher contient $30\;mL$ d'une solution d'hydroxyde de sodium de concentration molaire $C_{B}$. On y ajoute quelques gouttes de bleu de bromothymol $(B.B.T.)$. Cette solution est dosée par une solution d'acide chlorhydrique de concentration $C_{A}=1.5\;mol\cdot L^{-1}$. On obtient le point d'équivalence après avoir versé $20\;mL$ de la solution acide dans le bécher. Calculer :
 
1) La concentration massique de la solution acide.
 
2) La concentration molaire $C_{B}$ de la solution basique.
 
3) On ajoute $10\;mL$ d'acide dans le bécher. La nouvelle solution vire au jaune.
 
3-1) Quelle est la nature de la nouvelle solution ?
 
3-2) Calculer sa concentration molaire.

Activité

1) On verse une goutte de $BBT$ dans chacune des solutions et on note la teinte correspondante (voir tableau ci-dessous)
 
Compléter le tableau en précisant la nature acide, basique ou neutre de chaque solution.
$$\begin{array}{|c|c|c|} \hline \text{Solution}&\text{Teinte}&\text{Nature}\\ \hline \text{Jus d'orange}&\text{Jaune}&\\ \hline \text{Eau pure}&\text{Verte}&\\ \hline \text{Eau savonneuse}&\text{Bleue}&\\ \hline \text{Jus de tomate}&\text{Jaune}&\\ \hline \text{Jus de pamplemousse}&\text{Jaune}&\\ \hline \text{Eau de mer}&\text{Bleue}&\\ \hline \text{Lait}&\text{Jaune}&\\ \hline \text{Solution de cendre}&\text{Bleue}&\\ \hline \end{array}$$
 
2) Schématiser un montage électrique qui permet de tester le caractère conducteur d'une solution acide ou d'une solution basique.

Exercice 9 Maitrise de connaissances

Recopier et compléter le texte suivant en ajoutant les mots ou groupe de mots manquants.
 
Une solution acide donne une coloration ............ en présence de $BBT$, tandis qu'une solution basique donnera une coloration ............... 
 
Une solution dans laquelle le $BBT$ vire au vert est ...............
 
Une solution d'acide contient toujours des ions ............, tandis qu'une solution basique contient toujours des ions ...............

Exercice 10 Recherche de la nature d'un sol

L'acidité du sol joue un rôle important dans l'agriculture. 
 
Propose une méthode expérimentale permettant de vérifier le caractère acide ou basique d'un sol.

Exercice 11 Nature d'une solution

Après avoir préparé diverses solutions, on verse dans chacune d'elles quelques gouttes de $BBT.$
 
1) Rappelle la couleur de cet indicateur en milieu acide, basique et neutre.
 
2) Recopie et remplis le tableau ci-dessous.
$$\begin{array}{|c|c|c|} \hline \text{Solution}&\text{Teinte}&\text{Nature}\\ \hline \text{Jus de tamarin}&\text{Jaune}&\\ \hline \text{Liquide vaisselle}&\text{bleu}&\\ \hline \text{Jus de citron}&\text{jaune}&\\ \hline \text{vinaigre}&\text{Jaune}&\\ \hline \text{Eau de mer}&\text{bleu}&\\ \hline \text{Chlorure de sodium}&\text{verte}&\\ \hline \end{array}$$

Exercice 12 Mélange d'un acide et d'une base

On mélange un volume $V_{a}=25\,cm^{3}$ de solution d'acide chlorhydrique de concentration $C_{a}=10^{-1}mol\cdot L^{-1}$ et un volume $V_{b}=20\,cm^{3}$ d'une solution d'hydroxyde de sodium de concentration $C_{b}=1.5\cdot 10^{-1}mol\cdot L^{-1}.$
 
1) Le mélange est-il acide ou basique ? 
 
Justifier.
 
2) Quel volume d'acide ou de base faut-il ajouter pour neutraliser la solution ?

Exercice 13 Dosage

Un laborantin dispose d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration molaire $C_{a}$ inconnue. 
 
Il prélève un volume $V_{a}=10\,mL$ de la solution d'acide qu'il met dans un bécher contenant quelques gouttes de bleu de bromothymol $(BBT).$ 
 
A l'aide d'une burette il dose l'acide par une solution d'hydroxyde de sodium de concentration molaire $C_{b}=0.05\,mol\cdot L^{-1}.$ 
 
Le volume de base versé à l'équivalence est $V_{b}=20\,mL.$
 
1) Donne le schéma annoté du dispositif expérimental
 
2) Écris l'équation globale de la réaction de dosage.
 
3) Quelle est la couleur prise par le $BBT$ à l'équivalence ?
 
Justifier
 
4) Déterminer la concentration $C_{a}$ de la solution d'acide
 
5) Quelle couleur prendrait la solution si l'on continuait à verser la soude. 
 
Justifier

Exercice 14 Extrait d'un compte rendu de TP (d'après le guide d'exercices de la DEMSG)

Dosage de l'acide chlorhydrique par de la soude de concentration $C_{b}=0.10\,mol\cdot L^{-1}.$
 
$-\ \ $ Volume de soude dans le bécher : $V_{b}=20\,mL.$
 
$-\ \ $ Volume d'acide versé pour atteindre l'équivalence : $V_{a}=10\,mL$
 
 
 
On en déduit la concentration $C_{a}$ de l'acide chlorhydrique :
 
$\dfrac{C_{a}}{V_{a}}=\dfrac{C_{b}}{V_{b}}\Rightarrow\,C_{a}=\dfrac{V_{a}\times C_{b}}{V_{b}}=\boxed{\dfrac{(10\times 0.010)}{20}}$
 
Rectifie les erreurs de cet élève de $3^{ième}.$

Exercice 15 Test

Lors d'une séance de travaux pratiques, un groupe d'élèves, a préparé dans des erlenmeyers $30\,mL$ de solution d'hydroxyde de sodium, $30\,mL$ d'acide chlorhydrique et $30\,mL$ de chlorure de sodium ayant chacune une concentration de $1\,mol\cdot L^{-1}.$ 
 
Ces élèves se trouvent ensuite dans l'impossibilité de distinguer les trois solutions.
 
1) Quel(s) test(s) peuvent-ils effectuer pour les reconnaitre ?
 
2) Quel conseil leur donneriez-vous pour éviter à l'avenir une telle mésaventure ?

Exercice 16 Dosage

On donne les masses molaires atomiques en $g\cdot mol^{-1}$
 
$M(C)=12$ ; $M(H)=1$ ; $M(O)=16$ ; $M(Na)=23$
 
On prélève $100\,mL$ de solution d'hydroxyde de sodium ou soude $\left(Na^{+}+OH^{-}\right)$ de concentration molaire $0.5\,mol\cdot L^{-1}$
 
1) Calcule la quantité de matière de soluté $NaOH$ dissoute dans cette solution.
 
2) Calcule la concentration massique de cette solution de soude.
 
3) Cette solution est utilisée pour doser une solution d'acide chlorhydrique $\left(H^{+}+Cl^{-}\right)$ de volume $10\,mL.$
 
a) Écris l'équation bilan de la réaction de dosage.
 
b) Sachant qu'il a fallu $15\,mL$ de la solution de base pour atteindre l'équivalence, calcule la concentration molaire de l'acide chlorhydrique.

Exercice 17

Pour préparer une solution $S$ d'hydroxyde de sodium $\left(Na^{+}+OH^{-}\right)$ de concentration $C_{b}=5\cdot10^{-2}mol\cdot L^{-1}$, on pèse une masse $m$ d'hydroxyde de sodium que l'on fait dissoudre dans un volume $V=1200\,mL$ d'eau pure.
 
On considère que la dissolution a lieu sans variation de volume.
 
1) Calculer la concentration massique de la solution $S.$ 
 
En déduire la valeur de la masse $m$
 
2) On répartit la solution $S$ en trois parties $A$, $B$ et $C$ de volumes $V_{A}=400\,mL$, $V_{B}=300\,mL$ et $V_{C}=500\,mL.$
 
a) Déterminer la quantité de matière d'hydroxyde de sodium présente dans chaque partie.
 
b) Dans chaque partie, on ajoute $200\,mL$ d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration $1\cdot10^{-2}mol\cdot L^{-1}.$ 
 
Indiquer le caractère acide, basique ou neutre de ces solutions.
 
On donne :
 
Les masses molaires atomiques : $C=12\,g\cdot mol^{-1}$ ; $H=1\,g\cdot mol^{-1}$ ; $O=16\,g\cdot mol^{-1}$ ; $Na=23\,g\cdot mol^{-1}$

Exercice supplémentaire La pollution par ces pluies, créée par l'homme......

Les pluies acides sont dues à la dissolution dans les gouttes d'eau :
 
$-\ \ $ du dioxyde de soufre provenant de la combustion du pétrole et du charbon ;
 
$-\ \ $ des oxydes d'azote rejetés essentiellement par les gaz d'échappement des automobiles ;
 
$-\ \ $ du chlorure d'hydrogène produit lors de l'incinération des emballages en $PVC.$
 
1) Les pluies acides attaquent les arbres qui perdent leurs feuilles, augmentent l'acidité des eaux des lacs, détériorent les bâtiments en endommageant les pierres calcaires.
 
a) Identifie les gaz responsables des pluies acides.
 
b) Indique le test qu'on effectue pour confirmer le caractère acide de ces pluies.
 
c) Identifie, parmi ces gaz, celui qui permet d'avoir une solution d'acide chlorhydrique.
 
d) Écris l'équation-bilan traduisant la réaction qui se produit entre l'acide chlorhydrique $\left(H^{+}+Cl^{-}\right)$ et le calcaire $\left(CaCO_{3}\right)$ sachant qu'il se forme du chlorure de calcium $\left(Ca^{2+}+2Cl^{-}\right)$ ; de l'eau $(H_{2}O)$ et du dioxyde de carbone $(CO2).$
 
2) Lorsque l'eau d'un lac devient trop acide, on y déverse le calcaire pour réduire les effets des pluies acides.
 
A l'aide de la réaction précédente (question 4), explique l'épandage du calcaire sur l'eau des lacs pour limiter les effets des pluies acides.

$\begin{array}{c}\blacktriangleright\,\boxed{\text{Correction des exercices}}\end{array}$

 

Source: 
irempt.ucad.sn & ADEM

Exercices sur les solutions aqueuses -3e

Classe: 
Troisième

Exercice 1

remplir la grille ci-dessous

Horizontalement

1 corps qui se dissolvent
 
2 relative à la masse par volume de solution
 
4 la solution l'est quand on augmente son solvant
 
7 elle caractérise la solution et peut être massique ou molaire
 
10 elle augmente la concentration en diminuant le solvant.

Verticalement :

1 quantitative, elle représente la quantité maximale soluble d'une substance.
 
7 ses constituants sont : le solvant et le soluté
 
12 celui de la solution aqueuse est l'eau.
 
14 relatif à la mole
 
18 pour un mélange, on obtient une solution

 

 

Exercice 2

Trouver la molarité de chacune des solutions suivantes obtenues par la dissolution de :
 
1) $0.3\;mol$ de $NaOH$ dans $4\;L$ d'eau.
 
2) $29.25\;g$ de $NaCl$ dans $250\;mL$ d'eau.
 
3) $56\;mL$ de gaz chlorhydrique dans les conditions normales dans $10\;L$ d'eau.

Exercice 3

Calculer la masse de cristaux d'hydroxyde de sodium $NaOH$ nécessaire à la préparation de $250\;mL$ de soude 0.5 molaire.

Exercice 4

On prépare une solution en dissolvant $100\;g$ chlorure de calcium $CaCl_{2}$ dans $500\;mL$ d'eau distillée. Trouver la concentration massique de la solution obtenue et en déduire sa molarité.

Exercice 5

Une solution de concentration $C=5.10^{-2}\;mol/L$ est diluée 5 fois. Trouver la molarité de la solution diluée ainsi obtenue.

Exercice 6

Dans un laboratoire, on dispose d'une solution d'acide chlorhydrique $HCl$ dimolaire en volume suffisant. Indiquer, l'opération et les quantités à prendre pour préparer $200\;mL$ d'acide chlorhydrique décimolaire.

Exercice 7

Une solution $A$ a une concentration $C_{A}=0.1\;mol/L$. On prélève $50\;mL$ de $A$ auxquels on ajoute $450\; mL$ d'eau ; on obtient alors une solution $B$ que l'on dilue 10 fois pour obtenir une solution $C$. Quelle est
 
1) La concentration molaire de la solution $B$ ?
 
2) La molarité de la solution $C$ ?

Exercice 8

Pour obtenir $200\;ml$ de solution de soude $NaOH$ de concentration $10^{-2}\;mol/L$, on dissout des pastilles d'hydroxyde de sodium $NaOH$ dans l'eau.
 
1) Quelle masse d'hydroxyde de sodium a-t-on utilisée ?
 
2) On prélève $50\;mL$ de cette solution de soude que l'on dilue en y ajoutant $450\;mL$ d'eau, trouver la molarité de la solution diluée obtenue.

Exercice 9

Sur l'étiquette d'une bouteille d'acide chlorhydrique on peut lire :
Acide chlorhydrique commercial.
Masse volumique $\\mu=1190\;kg/m^{3}$
Pourcentage en masse d'acide pur $37\%$.
Masse molaire du chlorure d'hydrogène $HCl=36.5\;g/mol$.
 
1) Calculer la concentration molaire de cette solution d'acide chlorhydrique.
 
2) On prélève $1\;mL$ de cette solution que l'on dilue en y ajoutant de l'eau pour obtenir $500\;mL$ de solution. Trouver la concentration molaire de la solution diluée obtenue.

Exercice 10

Le schéma ci-contre est celui de la préparation d'une solution.
 
1) Calculer la concentration massique de la solution $B$ et en déduire sa concentration molaire.

A cette solution $B$, on ajoute $300\;mL$ d'eau et on obtient alors une solution $C$.
 
2) Comment a-t-on obtenu cette solution $C$ ; trouver sa molarité.

 
 

 

Exercice 11

L'eau de mer contient en moyenne $29.25\;g$ de sel $NaCl$ par litre.
 
1) Trouver la concentration molaire de cette eau salée.
 
2) On prélève $100\;cm^{3}$ de cette eau de mer et on évapore $20\%$ de son volume initial ; trouver la concentration molaire de la nouvelle solution salée obtenue.

Exercice 12

soit le tableau ci-contre :
 
$$\begin{array}{|c|c|c|}\hline C(mol.L^{-1}) & C_{m}(g.L^{-1}) & M(g.mol^{-1})  \\ \hline 5 &  & 40  \\ \hline & 20 & 36.5   \\ \hline\end{array}$$
 
1) Que représente chacune de ces grandeurs
 
2) Écrire la relation qui existe entre ces grandeurs
 
3) Compléter le tableau

$BFEM\ :\ Juillet\; 2000$

Activité

Fatou veut préparer $50\,mL$ d'une solution aqueuse de saccharose de concentration massique $Cm=90\,g\cdot L^{-1}$ par dissolution de saccharose (sucre du commerce) de formule $C_{12}H_{22}O_{11}$
 
1) Quelle masse de saccharose doit-elle peser ?
 
2) Elle dispose du matériel suivant : balance de précision, cuillère, coupelle, entonnoir, fiole jaugée de $50\,mL$, pissette, eau. 
 
Décris le mode opératoire pour préparer cette solution.

Exercice 13 Contrôle de connaissances

Recopie le texte et complète les phrases avec les mots ou groupes de mots suivants : 
 
solvant ; solution ; dissout ; masse ; concentration ; sucre ; saturée ; quantité de matière ; soluté ; eau.
 
1) La concentration molaire d'une solution est la ............ de soluté par litre de solution.
 
2) La concentration massique d'une solution est la ........... de .............. par litre de solution.
 
3) Une solution ............... est une solution pour laquelle le solvant ne peut plus dissoudre le soluté à une température donnée.
 
4) Le soluté est le corps qui se ................ dans la solution.
 
5) Dans une solution aqueuse de sucre, le soluté est ............. le solvant est ..................
 
6) Augmenter le volume du solvant d'une solution, c'est faire une ............ ; dans ce cas la .............. de la solution diminue.

Exercice 14 Relation entre concentration molaire et concentration massique

Choisis la lettre correspondant à la bonne réponse.
 
La relation entre la concentration molaire $C$ et la concentration massique $Cm$ et la masse molaire $M$ est :
 
a) $C=\dfrac{Cm}{M}$
 
b) $C=\dfrac{M}{Cm}$
 
c) $C=Cm\times M$

Exercice 15 Préparation d'une solution par dissolution d'un soluté solide

Une solution est obtenue en dissolvant une masse $m=14.2\,g$ de sulfate de sodium $\left(Na_{2}SO_{4}\right)$ dans de l'eau et en complétant le volume à $500\;ml.$
 
1) Calculer la concentration massique $Cm$ de cette solution.
 
2) Calculer de deux façons différentes la concentration molaire $C$ de cette solution.

Données : 

masses molaires atomiques : $M(Na)=23\,g\cdot mol^{-1}$ ; $M(S)=32g\cdot mol^{-1}$ ; $M(O)=16\,g\cdot mol^{-1}$

Exercice 16 Préparation d'une solution par dissolution d'un soluté gazeux.

Dans un volume $V=500\,ml$ d'eau distillée, on dissout un volume $v=0.12L$ de chlorure d'hydrogène $HCl.$ 
 
Le volume $v$ est mesuré dans les conditions où le volume molaire est égal à $24L\cdot mol^{-1}.$
 
1) Calcule la concentration molaire de la solution obtenue.
 
2) Quelle est la quantité de matière de chlorure d'hydrogène contenue dans un prélèvement de $20\,cm^{3}$ de cette solution.

Exercice 17 Détermination de la masse molaire d'un composé

Une solution est obtenue par dissolution de $24\,g$ d'un soluté dans $1.2L$ d'eau pure. 
 
La dissolution se fait par ailleurs sans changement de volume.
 
1) Calcule la concentration massique de la solution.
 
2) En déduis la masse molaire moléculaire $M$ du soluté sachant la concentration molaire volumique de la solution est $C=0.5\,mol\cdot L^{-1}$

Exercice 18 Identification de solutions

Un élève a perdu les étiquettes de $2$ flacons d'eau salée. 
 
Il sait seulement que l'eau se trouvant dans un des flacons est plus concentrée en sel (plus salée) que l'autre.
 
Par un raisonnement rigoureux et scientifique, propose, étape par étape, une expérience qui permet d'identifier la solution la moins concentrée.

Exercice 19 Dilution d'une solution

On dispose d'une solution aqueuse $S$ de chlorure de sodium de concentration molaire $C=0.4\,mol\cdot L^{-1}.$
 
La réalisation de $50\,mL$ d'une solution $S_{1}$ est obtenue par dilution de $5.0\,mL$ de la solution $S$
 
1) Détermine la concentration molaire de la solution $S_{1}$
 
2) Quel volume de $S$ faut-il diluer pour préparer $500\,mL$ de solution $S_{2}$ de concentration molaire $C_{2}=0.016\,mol\cdot L^{-1}$ ?
 
3) Décris, schéma à l'appui, les différentes étapes de la préparation de $S_{2}.$

Exercice 20 Dilution (bis)

Une solution $S_{1}$ est réalisée par dissolution de $0.3$ mole de chlorure de sodium solide dans $200\,mL$ d'eau.
 
On prélève à l'aide d'une pipette $10\,mL$ de la solution $S_{1}$ et on l'introduit dans une fiole de $250\,mL.$ 
 
En complétant avec de l'eau jusqu'au trait jauge de la fiole, on obtient une solution $S_{2}.$
 
1) Calcule la concentration molaire $C_{2}$ de cette nouvelle solution.
 
2) Calcule le volume d'eau ajouté.

Exercice supplémentaire

Situation 1

Une maman a fait des analyses médicales. 
 
Sur le bulletin des résultats on lit entre autres
 
$\surd\ $ Glycémie (taux de glucose dans le sang) : $1.04\cdot10^{-3} mol\cdot L^{-1}$
 
$\surd\ $ Cholestérol : $6.4\cdot10^{-3} mol\cdot L^{-1}$
 
Sur le bulletin, sont aussi indiquées les valeurs de références pour la norme
 
$\surd\ $ Glucose : $\left[0.76\,g\cdot L^{-1}\;;\ 1.10\,g\cdot L^{-1}\right]$
 
$\surd\ $ Cholestérol :  $\left[1.25\,g\cdot L^{-1}\;;\ 2.0\,g\cdot L^{-1}\right]$
 
Cette maman doit-elle consulter son médecin ? 
 
Justifier.

Données :

$\bullet\ $ $M$ (glucose)$=180\,g\cdot mol^{-1}$
 
$\bullet\ $ $M$ (cholestérol)$=388\,g\cdot mol^{-1}$

Situation 2

Dans votre quartier, un enfant est atteint de diarrhée. 
 
Sa maman te demande conseil. 
 
Tu lui recommandes une solution de réhydratation orale (SRO) pour éviter toute déshydratation.
 
Un litre de cette solution contient $20\,mg$ de sucre et $3.5\,mg$ de sel de cuisine.
 
Indique les masses de sucre et de sel de cuisine que l'on doit dissoudre dans une tasse de $25\,mL$ d'eau pour préparer ce remède.

$\begin{array}{c}\blacktriangleright\,\boxed{\text{Correction des exercices}}\end{array}$

 
 
Source: 
irempt.ucad.sn & ADEM

Action à froid des acides dilués sur les métaux usuels - 3e

Classe: 
Troisième

Situation – problème :

Au bout d'un certain temps, une ménagère remarque que la plupart des récipients métalliques de sa vaisselle porte les stigmates de leur contact avec certaines solutions. 
 
Ce contact entre acides et métaux peut même se traduire par une dégradation : des trous perceptibles. 
 
Citer quelques mets contenant des solutions acides.

I. Présentation

I.1 de l'acide chlorhydrique.

L'acide chlorhydrique est une solution aqueuse de gaz chlorhydrique $HCl$. 
 
Cette solution est obtenue grâce à la grande solubilité du gaz chlorhydrique $HCl\ : 445\,L/L$ d'eau à $20^{\circ}C.$ 
 
On trouve l'acide chlorhydrique concentré au laboratoire ; très dilué pour ses usages domestiques car il est très corrosif.

N.B. 

A ce niveau, on note l'acide chlorhydrique $HCl.$ 
 
Sa masse molaire moléculaire est de $36.5\,g/mol.$

I.2 de l'acide sulfurique.

L'acide sulfurique $H_2SO_4$ est liquide, il est corrosif surtout à l'état concentré. 
 
C'est un acide très utilisé au laboratoire où il permet entre autre de :
 
➭ synthétiser d'autres acides.
 
➭ déshydrater certains produits par sa grande avidité d'eau.
 
C'est l'acide sulfurique que l'on trouve dans les batteries d'accumulateurs des voitures. 
 
Il pèse $98\,g/mol.$

I.3 de l'acide nitrique.

L'acide nitrique $HNO_3$ est un acide liquide miscible à l'eau ; sensible à la chaleur, il se décompose à chaud. 
 
Ses réactions avec les métaux donnent des produits complexes et quelquefois instables. 
 
Ceci rend très difficile, à ce niveau, l'écriture correcte des équations bilan correspondantes. 
 
Ces produits se dégagent sous forme de vapeurs colorés que l'on appelle vapeurs nitreuses. 
 
L'acide nitrique est très utilisé pour la fabrication d'engrais chimiques et d'explosifs. 
 
Il pèse $63\,g\cdot mol^{-1}.$

II. Action à froid des acides dilués

II.1 Expérience.

II.1.2 Observations

En versant l'acide dilué sur un métal, on peut observer, au niveau du tube à essais :
 
➭ Une effervescence ou bouillonnement qui indique alors qu'une réaction chimique a lieu entre l'acide et le métal et qu'elle dégage un gaz.
 

 

N.B.

Le gaz produit est identifié à la flamme : il est inflammable et peut provoquer une légère détonation en présence d'une flamme. 
 
C'est du dihydrogène.

Remarque :

Le dégagement de dihydrogène est éphémère pour la réaction entre le plomb et les acides car la réaction s'arrête, bloquée qu'elle est par le sel de plomb insoluble qui s'est formé.
 
➭ Un dégagement de vapeurs colorés qui montre l'effectivité de la réaction entre l'acide nitrique et le métal.

 
 

N.B.

La complexité de la composition des vapeurs nitreuses dispense d'écrire, à ce niveau, les équations bilan de ces réactions.
 
➭ Aucune manifestation remarquable : il n'y a pas eu de réaction entre l'acide et le métal.

II.2 Résultats expérimentaux.

$$\begin{array}{|c|c|c|c|} \hline\text{Réactifs}&\text{Produits}&\text{Observations}&\text{Equations bilan (équilibrer au besoin)}\\ \hline HCl& \text{dihydrogène}&\text{Réaction}&\cdots Fe+\cdots HCl\longrightarrow\cdots FeCl_{2}+\cdots H_{2}\\ Fe&\text{chlorure ferreux}& & \\ \hline HCl&\text{dihydrogène}&\text{Réaction}&\cdots Zn+\cdots HCl\longrightarrow\cdots ZnCl_{2}+\cdots H_{2}\\ Zn&\text{chlorure de zinc}& & \\ \hline HCl&\text{dihydrogène}&\text{Réaction}&\cdots Al+\cdots HCl\longrightarrow\cdots AlCl_{3}+\cdots H_{2} \\ Al&\text{chlorure}& &\\ &\text{d'aluminium}& &\\ \hline HCl&\text{dihydrogène}&\text{Réaction}&\cdots Pb+\cdots HCl\longrightarrow\cdots PbCl_{2}+\cdots H_{2} \\ Pb&\text{chlorure de plomb}&\text{Ephémère}& \\ \hline HCl&\text{Néant}&\text{Pas de}&\text{Néant} \\ Cu& &\text{Réaction}& \\ \hline \end{array}$$
 
$$\begin{array}{|c|c|c|c|} \hline\text{Réactifs}&\text{Produits}&\text{Observations}&\text{Equations bilan (équilibrer au besoin)}\\ \hline H_{2}SO_{4}& \text{dihydrogène}&\text{Réaction}&\cdots Fe+\cdots H_{2}SO_{4}\longrightarrow\cdots FeSO_{4}+\cdots H_{2}\\ Fe&\text{sulfate ferreux}& & \\ \hline H_{2}SO_{4}&\text{dihydrogène}&\text{Réaction}&\cdots Zn+\cdots H_{2}SO_{4}\longrightarrow\cdots ZnSO_{4}+\cdots H_{2}\\ Zn&\text{sulfate de zinc}& & \\ \hline H_{2}SO_{4}&\text{Néant}&\text{Réaction}&\text{Néant} \\ Al& & &\\ \hline H_{2}SO_{4}&\text{dihydrogène}&\text{Réaction}&\cdots Pb+\cdots H_{2}SO_{4}\longrightarrow\cdots PbSO_{4}+\cdots H_{2} \\ Pb&\text{sulfate de plomb}&\text{Ephémère}& \\ \hline H_{2}SO_{4}&\text{Néant}&\text{Pas de}&\text{Néan} \\ Cu& &\text{Réaction}& \\ \hline \end{array}$$
 
$$\begin{array}{|c|c|c|c|} \hline\text{Réactifs}&\text{Produits}&\text{Observations}&\text{Observations}\\ \hline HNO_{3}& \text{Vapeurs nitreuses}&\text{Réaction}&\text{Néan}\\ Fe& & & \\ \hline HNO_{3}&\text{dihydrogène}&\text{Réaction}&\text{Néan}\\ Zn & \text{nitrate de zinc}& & \\ \hline HNO_{3}&\text{Néant}&\text{Pas de}&\text{Néant} \\ Al& &\text{Réaction} &\\ \hline HNO_{3}&\text{dihydrogène}&\text{Réaction}&\text{Néan}\\ Pb &\text{nitrate de plomb}& & \\ \hline HNO_{3}&\text{Néant}&\text{Réaction}&\text{Néant} \\ Cu& & & \\ \hline \end{array}$$

Source: 
irempt.ucad.sn

Les hydrocarbures - 3e

Classe: 
Troisième

Situation – problème :

De nos jours, le pétrole, source naturelle des hydrocarbures a remplacé le charbon qui, pendant longtemps a fait la puissance des nations. 
 
Dans notre environnement, le naturel est devenu l'exception et le synthétique la règle grâce au pétrole et à ses dérivés. 
 
Les gélules et autres comprimés fabriqués par les pharmacies remplacent progressivement les racines, écorces et autres feuilles des plantes de nos forêts.
 
Indiquer les avantages et inconvénients que cette tendance, si elle se maintient, apportera à l'humanité.

I. Définition

Les hydrocarbures ou carbures d'hydrogène sont des corps organiques dont la molécule ne renferme que du carbone et de l'hydrogène. 
 
Ce sont des composés binaires que l'on note $C_xH_y.$

I.1 Les différentes familles d'hydrocarbures.

Le grand groupe des hydrocarbures est constitué de sous-groupes appelés familles. 
 
Ainsi on distingue :

I.1.1 La famille des alcanes.

Formule brute générale est $C_nH_{2n+2}$ avec $n ∈ \mathbb{N}- {0}$

Les premiers alcanes

$$\begin{array}{|c|c|c|} \hline\text{Valeurs de }n& \text{Formules brutes}&\text{noms}\\ \hline n=1&CH_{4}&\text{méthane}\\ \hline n=2&C_{2}H_{6}&\text{éthane}\\ \hline n=3&C_{3}H_{8}&\text{propane}\\ \hline n=4&C_{4}H_{10}&\text{butane}\\ \hline \end{array}$$
Le méthane $CH_4$ est le plus simple des hydrocarbures, il est incolore, inodore et nettement mois dense que l'air. 
 
$d=\dfrac{16}{29}=0.55.$
 
Difficile à liquéfier, le méthane bout à $-161.5^{\circ}C$ et se solidifie à $-184^{\circ}C.$ 
 
Il est peu soluble dans l'eau : $0.04L/L$ d'eau à la température ordinaire. 
 
Parmi ses nombreux dérivés, le chloroforme $CHCl_3$ est le plus connu en tant qu'anesthésique général.

I.1.2 La famille des alcènes

Formule brute générale est $C_nH_{2n}$ avec $n\in\mathbb{N}-{0\;,\ 1}$

Les premiers alcènes

$$\begin{array}{|c|c|c|} \hline\text{Valeurs de }n& \text{Formules brutes}&\text{noms}\\ \hline n=2&C_{2}H_{4}&\text{Ethène(éthylène)}\\ \hline n=3&C_{3}H_{6}&\text{Propène}\\ \hline n=4&C_{4}H_{8}&\text{Butène}\\ \hline n=5&C_{5}H_{10}&\text{pentène}\\ \hline \end{array}$$
L'éthylène $C-2H_4$ est un gaz incolore, à peu près aussi dense $(d=2928=0.97)$ que l'air, plus facile à liquéfier que le méthane. 
 
Il bout à $-102^{\circ}C$ et se solidifie à $-169^{\circ}C.$ 
 
A la température ordinaire, on ne peut dissoudre que $0.15L$ d'éthylène dans un litre d'eau.
 
L'alcool éthylique est l'un de ses dérivés les plus connus...

I.1.3 La famille des alcynes

Les premiers alcynes

$$\begin{array}{|c|c|c|} \hline\text{Valeurs de }n& \text{Formules brutes}&\text{noms}\\ \hline n=2&C_{2}H_{2}&\text{Ethyne(acétylène)}\\ \hline n=3&C_{3}H_{4}& \text{Propyne}\\ \hline n=4&C_{4}H_{6}&\text{Butyne}\\ \hline n=5&C_{5}H_{8}&\text{pentyne}\\ \hline \end{array}$$
 
L'acétylène est un gaz incolore plus facile à liquéfier que l'éthylène, toutefois sa liquéfaction peut provoquer des explosions dangereuses. 
 
D'odeur désagréable, il est légèrement moins dense que l'air $(d=2926=0.9)$ et est plus facile à dissoudre dans l'eau : $1L/L$ d'eau à la température ordinaire.

II. Sources d'hydrocarbures

Les sources naturelles d'hydrocarbures sont le pétrole brut et le gaz naturel qui sont extraits en grandes quantités du sol où ils se sont formés très lentement à partir d'organismes animaux et végétaux enfouis depuis des millions d'années.
 
Le gaz naturel contient principalement du méthane $CH_4$, du butane $C_4H_{10}$, du propane $C_3H_8$ et de l'essence (pour les moteurs à explosion)
 
Le pétrole brut est un mélange d'hydrocarbures liquides solides et gazeux. 
 
Par la distillation fractionnée de ce pétrole, les raffineries produisent des gaz (butane et propane principalement), des essences, du gasoil, du fuel, des huiles et du bitume.

III. Combustions des hydrocarbures dans le dioxygène.

L'une des premières utilités des hydrocarbures est la production de chaleur lors de leurs combustions dans le dioxygène.
 
Combustibles, leurs réactions avec le dioxygène sont exothermiques mais produisent des chaleurs dont la quantité dépend aussi de la nature de la combustion. 
 
Ainsi on distingue :

III.1 La combustion complète

La combustion complète a lieu quand la quantité de dioxygène est suffisante : 
 
La flamme est alors bleue et e maximum de chaleur est produit.
 
L'hydrocarbure, en réagissant avec le dioxygèneproduit alors du dioxyde de carbone et l'eau.
 

 

III.1.1 Combustion complète du méthane

$$CH_4 \qquad + \qquad O_2 \qquad \longrightarrow \qquad  CO_2 \qquad + \qquad H_2O$$
 
Cette réaction dégage une quantité de chaleur considérable soit $886,16 kJ/mol.$

III.1.2 Combustion complète de l'éthylène.

$$C_2H_4 \qquad + \qquad O_2 \qquad \longrightarrow \qquad  CO_2\qquad + \qquad H_2O$$
 
Bien que très exothermique $1442,10 kJ/mol$, la combustion complète de l'éthylène est rarement utilisé comme source de chaleur.

III.1.3 Combustion complète de l'acétylène

$$C_2H_2 \qquad + \qquad O_2 \qquad \longrightarrow \qquad CO2 \qquad +\qquad H_2O$$
 
La combustion complète de l'acétylène produit une quantité de chaleur considérable : $1316.70\,kJ/mol.$ 
 
C'est cette grande chaleur qui est utilisée dans le chalumeau oxyacétylénique qui permet d'atteindre des températures supérieures à $3000^{\circ}C$ (à la pointe du dard).

 

III.2 La combustion incomplète.

La virole fermée rend le dioxygène insuffisant, on observe alors une flamme jaune éclairante, des étincelles et une fumée noire : la combustion est incomplète.
 
La combustion incomplète a lieu quand la quantité de dioxygène est insuffisante ; elle fournit moins de chaleur et donne un mélange complexe de différents produits.
 
La flamme produite est alors éclairante avec de la fumée noire et quelques étincelles brillantes.
 

 

N.B.

La complexité des produits fournis par la combustion incomplète rend difficile l'écriture de l'équation bilan. 
 
Dans le mélange de produits obtenus on peut trouver : du carbone, du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone, de l'eau...
 
Le danger de la combustion qui se produit généralement au cours des incendies est lié, entre autres, à la formation inévitable du monoxyde de carbone $CO$ qui est un gaz incolore, inodore, inflammable et très toxique.

Source: 
irempt.ucad.sn

Les métaux : Action de l'air et combustion - 3e

Classe: 
Troisième

Situation – problème :

Dans la fourrière municipale d'une ville, des élèves en excursion découvrent un amas hétéroclite de métaux à la merci des intempéries de la région. 
 
Ils remarquent avec admiration et curiosité la différence de comportement des différents métaux identifiés face à l'air humide qui semble hostile à leur présence.
 
Dresser la liste des métaux et des corps métalliques que l'on peut trouver dans la fabrication d'une voiture.
 
Indiquer, pour chacun des métaux identifiés, comment s'est manifestée l'hostilité de cet air ?

I. Les métaux

I.1 Propriétes caractéristiques

Le métal se distingue d'un non métal par :
 
➭ Son éclat métallique : poli, il prend un aspect brillant.
 
➭ Sa plasticité : il est déformable et façonnable sans rupture.
 
➭ Sa conductibilité électrique : il conduit le courant électrique.
 
➭ Sa conductibilité thermique : il conduit la chaleur.

I.2 Corps métalliques : les alliages

Dans la vie quotidienne, on utilise rarement les métaux à l'état pur. 
 
La plupart des objets que l'on dit métallique sont des alliages.
 
Un alliage résulte du mélange de plusieurs corps dont un au moins est un métal. 
 
Les alliages améliorent les propriétés physiques et mécaniques des métaux purs principalement des métaux usuels dont l'aluminium,le cuivre, le fer, le plomb et le zinc.

N.B.

Le choix des métaux pour des usages pratiques est souvent guidé par :
 
➭ leurs propriétés physiques : plasticité, conductibilités thermique et électrique, fusion, densité...
 
➭ leurs propriétés mécaniques : dureté, tenacité, malléabilité, ductilité...

I.3 Tableau comparatif de quelques propriétés

$$\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c|c|} \hline\text{Métaux}&\text{Aspect}&\text{Symbole}&\text{Densité/eau}&\text{Température}&\text{Temérature}&\text{Conductibilité}&\text{Conductibilité}\\ & \text{ou}&\text{masse}& & \text{de fusion}& \text{d'ébulution}&\text{électrique}&\text{thermique}\\ & \text{couleurs}&\text{atomique}& & & & & \\ \hline\text{Fer}&\text{Gris}&Fe\;56\;g/mol&7.8&1530^{\circ}C&3230^{\circ}C&4&4\\ \hline\text{Zinc}&\text{Blanchâtre}&Zn\;65.3\;g/mol&7.1&420^{\circ}C&920^{\circ}C&3&3\\ \hline\text{Aluminium}&\text{Blanc}&Al\;27\;g/mol&2.7&660^{\circ}C&1800^{\circ}C&2&2\\ \hline\text{Cuivre}&\text{Rouge}&Cu\;63.5\;g/mol&8.9&1083^{\circ}C&2200^{\circ}C&1&1\\ \hline\text{Plomb}&\text{blanchâtre}&Pb\;207\;g/mol&11.3&327^{\circ}C&1700^{\circ}C&5&5\\ \hline \end{array}$$

II. Les métaux dans l'air libre

Abandonnés à l'air libre, les métaux se corrodent : ils perdent leur éclat métallique alors couvert. 
 
On appelle corrosion, l'altération d'un métal sous l'action de certaines substances (air humide, eau de mer, solution acide ou basique...)

N.B.

Dans l’air, les facteurs de corrosion sont le dioxygène $O_2$, la vapeur d'eau $H_2O$, le dioxyde de carbone $CO_2.$

II.1 Oxydation à froid.

II.1.1 du fer

A l'air libre, le fer se recouvre d'une couche poreuse (perméable) de couleur brune appelée rouille. 
 
Celle-ci est le résultat de l'action :
 
➭ du dioxygène : le dioxygène de l'air attaque le fer à froid et produit de l'oxyde ferrique
$$Fe \qquad +\qquad O2\qquad \longrightarrow\qquad Fe_2O_3$$
 
➭ de la vapeur d'eau : la vapeur d'eau de l'air humidifie l'oxyde ferrique formé. 
 
Le mélange oxyde ferrique $Fe_2O_3$ et eau $H_2O$ est l'oxyde ferrique hydraté ($Fe_2O_3$ ; $H_2O$) appelé rouille.

Remarque :

La rouille étant poreuse, l'action se poursuit en profondeur. Pour empêcher cette action le fer doit être protégé en le recouvrant de peinture, de graisse, d'huile, d'autres métaux (fer galvanisé, fer blanc...).

II.1.2 de l'aluminium

L'aluminium, dans l'air libre, se recouvre d'une couche superficielle, imperméable et protectrice qui ternit son éclat métallique
 
Cette couche appelée alumine $Al_2O_3$ est le produit de la réaction entre l'aluminium et le dioxygène.
$$Al  \qquad +\qquad O_2 \qquad \longrightarrow \qquad  Al_2O_3$$

N.B.

L'alumine dont la température de fusion est $2000^{\circ}C$ est plus réfractaire et moins fusible que l'aluminium ; il empêche l'écoulement de l'aluminium fondu liquide à $660^{\circ}C.$
 
Faisons brûler un fil d'aluminium dans une flamme :

 

A l'air libre, Le zinc, le cuivre et le plomb se recouvrent d'une couche imperméable qui protège chacun de ces métaux. 
 
Cette couche est appelée hydrocarbonate du métal. 
 
Ainsi on a :
 
➭ sur le zinc, l'hydrocarbonate de zinc $(ZnCO_{3}\ ;\ H_{2}O)$
 
➭ sur le cuivre, l'hydrocarbonate de cuivre $(CuCO_{3}\ ;\ H_{2}O)$
 
➭ sur le plomb, l'hydrocarbonate de plomb $(PbCO_{3}\ ;\ H_{2}O).$

III. Action du dioxygène à chaud sur les métaux usuels

III.1 sur le fer

Brûlons un fil de fer ou saupoudrons une flamme de fer.
 
On observe un jaillissement d'étincelles qui sont des grains d'oxyde magnétique incandescents.
 
Le fer réagit à chaud avec le dioxygène $O_2$ pour donner de l'oxyde magnétique $Fe_3O_4.$
$$Fe \qquad\ + \qquad\ O_2 \qquad \longrightarrow \qquad Fe_3O_4$$

 

 

Remarque :

La plupart des minerais de fer sont sous forme d'oxyde magnétique.

III.2 sur le zinc

La fumée blanche qui se dégage est constituée d'oxyde de zinc $ZnO $ qui est le produit de la réaction entre le zinc et le dioxygène.
$$Zn \qquad+\qquad O_2 \qquad \longrightarrow \qquad ZnO$$

 

 

Remarque :

L'oxyde de zinc entre dans la fabrication de certains médicaments et de certaines peintures.

III.3 sur l'aluminium

Le jaillissement d'étincelles que l'on observe en projetant de la poudre d'aluminium dans une flamme est constitué de grains d'alumine incandescents. 
 
Cet alumine est le produit de la réaction entre le dioxygène et l'aluminium.
$$Al \qquad + \qquad O_2 \qquad \longrightarrow \qquad Al_2O_3$$

 

 

III.4 sur le cuivre

On observe :
 
sur la partie très chaude de la lame, on voit apparaître un oxyde noir dit oxyde cuivrique $CuO$  
$$Cu \qquad+\qquad O_2 \qquad \longrightarrow \qquad CuO$$
 
Sur la partie adjacente, moins chaude, apparaît un oxyde rouge appelé oxyde cuivreux $Cu_2O.$
$$Cu \qquad + \qquad O_2  \qquad \longrightarrow \qquad Cu2O$$
 
A chaud, la réaction entre le cuivre et le dioxygène, donne deux oxydes suivant la température : 
 
L'oxyde cuivrique noir $CuO$ et l'oxyde cuivreux rouge $Cu_2O.$

 

 

Source: 
irempt.ucad.sn

Solutions acides - Solutions basiques - 3e

Classe: 
Troisième

Situation – problème

En arrivant dans le laboratoire presque à l'abandon d'un lycée, un technicien de laboratoire découvre dans une armoire deux bouteilles contenant deux solutions qu'il ne peut distinguer. 
 
Il ramasse, à leur coté une étiquette tombée de l'une d'elle sur laquelle il arrive à lire : « Solution molaire de soude ». 
 
Croyant que les deux solutions étaient identiques, il en mélange deux prélèvements respectifs et note un dégagement de chaleur ; il découvre alors que les deux solutions ne sont pas identiques. 
 
Par un test au $BBT$, il parvient à les distinguer.
 
$1–\ $ Qu'est-ce que le $BBT$ ? 
 
Comment a-t-il permis cette distinction ?
 
$2-\ $ Que fera-t-il pour rétablir l'étiquette manquante de l'une des solutions ?

I. Classification des solutions

I.1 Par le bleu de bromothymol BBT.

I.1.1 Expérience

Dans chacune des solutions suivantes, versons quelques gouttes de bleu de bromothymol $BBT$ et observons

 

 

I.1.2 Observations

Les solutions, ne donnant pas la même coloration avec le $BBT$ sont donc de natures différentes.
 
Le $BBT$ qui change de coloration suivant la nature de la solution est un indicateur coloré ; il existe d'autres indicateurs colorés tels que le tournesol, l'hélianthine, la phénolphtaléine...

I.1.3 Résultats de l'expérience

Le classement
 
$$\begin{array}{|c|c|c|c|c|} \hline\text{Jaune} & & & & \text{Acides} \\ \hline\text{Vert} & & & & \text{Neutre} \\ \hline\text{Bleu} & & & & \text{Bases} \\ \hline \end{array}$$.

I.2 Conclusions.

Les trois colorations observées conduisent à l'identification de trois sortes de solutions dont les définitions respectives à partir du $BBT$ sont :
 
I.2.1 Solution acide : C'est toute solution qui fait virer le $BBT$ au jaune.
 
I.2.2 Solution basique : C'est toute solution qui fait virer le $BBT$ au bleu.
 
I.2-3 Solution neutre : C'est toute solution qui laisse le $BBT$ vert

II. Quelques propriétés des solutions

II.1 Propriétés communes aux acides et bases

II.1.1 Conductibilité électrique.

En versant quelques gouttes d'acide ou de base, la $D.E.L$ s'allume : le courant passe.
 
L'expérience montre que les solutions acides ou basiques conduisent le courant électrique : ce sont desélectrolytes

II.1.2 Actions sur les métaux

Versons de l'acide nitrique (acide) sur du cuivre et de la soude (une base) sur du zinc à chaud.
 
Certaines solutions acides et certaines solutions basiques réagissent dans certaines conditions avec certains métaux.


 

II.2 Propriétés spécifiques.

II.2.1 Aux solutions acides

Les solutions acides ont un goût piquant dit aussi acide. 
 
Elles attaquent le calcaire. 

Exemple :

l'acide chlorhydrique réagit avec le calcaire pour donner entre autres du gaz chlorhydrique.
$$CaCO \qquad + \qquad HCl \qquad \longrightarrow \qquad CaCl \qquad +  \qquad HO \qquad + \qquad CO$$

II.2.2 Aux solutions basiques

Les solutions basiques ont un goût fade
 
Attention ! Évitez, autant que possible, de goutter aux solutions du laboratoire ; elles sont généralement corrosives.

III. Réaction Acide - Base

III.1 Étude qualitative de la réaction entre l'acide chlorhydrique $HCl$ et la soude $NaOH$

Versons goutte à goutte une solution de soude $NaOH$ dans une solution d'acide chlorhydrique $HCl$ Leur réaction produit :


 

III.1.1 Un dégagement de chaleur

L'élévation de la température que l'on note au niveau du thermomètre montre que la réaction entre l'acide et la base produit de la chaleur : c'est une réaction exothermique.

III.1.2 Un sel et de l'eau

Chauffons à siccité la solution obtenue à la fin de la réaction.Des cristaux de sel apparaissent après l'évaporation de l'eau : 
 
Ce sel est du chlorure de sodium $NaCl$ communément appelé sel de cuisine


 

Conclusion :

bilan de la réaction
 
La réaction entre l'acide chlorhydrique $HCl$ et la solution d'hydroxyde de sodium $NaOH.$
 
Dégage de la chaleur et produit de l'eau $H_2O$ sel de cuisine $NaCl.$
$$HCl \qquad + \qquad NaOH  \longrightarrow  NaCl \qquad + H_2O$$

Généralisation

Une solution acidproduit un sel et e et une solution basique réagissent toujours entre elles. Leur réaction exothermique produit du sel et de l'eau
$$\text{Acide} \qquad+\qquad \text{Base} \longrightarrow \text{Sel} \qquad+ \qquad \text{eau}$$
\begin{array}{lcl}
\text{N.B. Une réaction chimique est dite :} &➭&\text{Exothermique Esi elle dégage de chaleur}\\
                                                                &➭ &\text{Endothermique quand elle absorbe de la chaaleur.}\\
                                                                &➭& \text{Athermique si elle n'absorbe ni ne dégage de la chaleur.}
\end{array}

III.2 Étude quantitative

III.2.1 La neutralisation

Expérience

Laissons tomber goutte à goutte une solution de soude sur une solution d'acide chlorhydrique additionnée de quelques gouttes de $BBT.$
 
Attention ! La coloration verte est très difficile à observer à cause de l'inévitable goutte de base de trop : la solution devient bleue.

Observations

L'acide et la base réagissent progressivement et la coloration jaune de l'acide persiste. 
 
La première goutte de base qui fait virer le $BBT$ indique l'épuisement de l'acide qui est alors neutralisé par la base.
 
On parle alors de la neutralisation de l'acide par la base.

N.B. 

L'étape du virage de l'indicateur coloré est appelée point d'équivalence de la neutralisation.
 
Relation de neutralisation
 
Le point d'équivalence ou virage du $BBT$ traduit une équivalence (égalité) entre le nombre de moles d'acide $n$ et le nombre de mole de base $n_b$ : 
 
c'est l'équivalence acido - basique.
                                                            
$n_a = n_b$                                                           
                                                            
Or   $n_a=C_aV_a$ et $n_b=C_bV_b$
                                         
Donc on peut écrire :  $C_a \ a$     $bV_b$          

N.B.

$a$ pour l'acide chlorhydrique $HCl$  et $b$ pour la solution basique de soude $NaOH$.

Objectif

Le dosage ou titrage d'une solution est la détermination de la concentration (titre) inconnue d'une solution à partir de celle (titre) connue d'une autre solution : 
 
c'est une application de la neutralisation.

Le matériel

Une burette : tube gradué avec un dispositif d'écoulement maîtrisable(robinet) fixée à une potence.
 
Un bêcher ou un erlemeyer pour contenir la solution à titrer
 
Une pipette jaugée pour mesurer l'échantillon à doser.
 
Un agitateur (souvent magnétique) pour uniformiser la solution.

Protocole et schéma de l'expérience

➭ Introduire, dans la burette, la solution de concentration connue $C_b$ : solution titrante $NaOH$
 
➭ Prélever à la pipette un volume $V$ de la solution de concentration inconnue $C_a.$
 
➭ Placer la solution à titrer prélevé dans l'erlenmeyer (ou le bêcher) en y ajoutant des gouttes de $BBT.$
 
➭ Laisser tomber goutte à goutte la solution titrante sur la solution à titrer.
 
➭ Arrêter l'écoulement dès le virage du $BBT$ qui indique la neutralisation de l'acide par la base.
 
➭ Lire alors, sur la burette, le volume $V$ de la solution titrante versée.

Résultat expérimental

En appliquant la relation de neutralisation, on trouve la concentration $C_a$ inconnue.
 
$C_aaV_a = C_bV_b \Rightarrow C_a \frac{C_bV_b}{V_b}$

Notions de solutions - 3e

Classe: 
Troisième

Situation – problème

Keur Mbouki, village situé sur le bras de mer le Saloum, tire l'essentiel de ses revenus de la vente de sel produit localement. 
 
Chaque année, pendant la saison sèche, la forte chaleur évapore progressivement l'eau de mer qui laisse alors se déposer une épaisse couche de sel.
 
La population récolte le sel de l'eau saturée restante L'apparition des nuages annonçant l'hivernage inquiète toujours ces populations car dès les premières pluies le sel disparaît pour de longs mois encore.
 
1- Indiquer les deux constituants de cette ‘’eau‘’ de mer.
 
2- Pourquoi le sel ne se dépose-t-il que pendant la saison sèche ?
 
3- Que font les premières pluies pour faire disparaître le sel ?

I. Mélanges et solutions

I.1 Procédons à quelques mélanges.

➭ eau + sel : dissolution du sel => mélange homogène = eau salée.
 
➭ lait + sucre : dissolution du sucre = > mélange homogène = lait sucré.
 
➭ eau + huile => mélange hétérogène : émulsion.
 
L'eau salée et le lait sucrée sont des mélanges homogènes : ce sont des solutions.
 
Le mélange eau + huile est un mélange hétérogène : ce n'est pas une solution.

I.2 Définition d'une solution.

Une solution est un mélange homogène.

N.B.

Les solutions sont souvent à l'état liquide mais on peut aussi parler de solutions solides (alliages) et de solutions gazeuses (l'air).

I.3 Composition d'une solution.

Une solution est constituée de deux parties :
 
➭ Le corps dissous appelé soluté : sel, sucre...
 
➭ Le corps qui dissout appelé solvant : eau, lait...

N.B.

Une solution aqueuse est une solution dont le solvant est l'eau.

II. La solubilité.

II.1 Aspect qualitatif.

Le polystyrène est insoluble dans l'eau mais soluble dans l'essence.
 
La solubilité d'un corps peut être considérée comme son aptitude à se dissoudre dans un autre.

Exemple :

Les graisses sont solubles dans le tétrachlorure de carbone $CC_{14}.$

II.2 Aspect quantitatif.

Un soluté n'est pas indéfiniment soluble dans un solvant.

La quantité maximale soluble de tout soluté est sa solubilité ; elle dépend de la température.

Exemple :

La solubilité du chlorure de sodium (sel de cuisine) est de $350\,g/L$ d'eau à $20°C.$

III. Qualités d'une solution.

III.1 Solution saturée.

Une solution est saturée quand le solvant ne peut plus dissoudre le soluté. 
 
Tout rajout de soluté se traduit par un dépôt.

III.2 Solution non saturée.

Une solution est dite non saturée si le solvant peut encore dissoudre du soluté.

III.3 Solution concentrée.

Une solution concentrée est une solution plus ou moins proche de la solution saturée.
 
Pour mieux l'apprécier, il est nécessaire de connaître la quantité de soluté par rapport à celle du solvant.
 
On définit alors une grandeur caractéristique de toute solution : sa concentration $C.$

N.B.

On évalue la quantité :
 
➭ de soluté en grammes ou en moles
 
➭ de solvant en litres.

IV. La concentration d'une solution

IV.1 Concentration massique

La concentration massique $C$ d'une solution est la masse $m$ de soluté par volume $v$ de solution. 
 
Elle est exprimée en $g/L=g.L^{-1}$
$$C = \dfrac{m}{v}$$

N.B.

La concentration molaire d'un soluté $A$ dans une solution donnée est notée : $[A]$
 
La concentration molaire d'une solution est aussi appelée sa molarité $M.$

Exemple :

Une solution molaire ou de molarité $1$ $M$ est une solution de concentration $1\ mol.L^{-1}$
$$1\,M = 1\,mol.L^{-1}$$

Application :

Enoncé

Trouver la concentration molaire de lasolution de soude obtenue en dissolvant $8\,g$ de cristaux d'hydroxyde de sodium $NaOH$ dans $200\,mL$ d'eau.

Solution :

La concentration molaire de la solution de soude est :

\begin{array} {lcl}
C_{NaOH}& =&\dfrac{n}{v}\\ \\
n_{NaOH}& = &\dfrac{m}{M}\\ \\
m_{NaOH}& = &8\ g
\end{array}

$M(NaOH) \ = \ M(Na) + M(O) + M(H)$

$M(NaOH) \ = 23 + 16 + 1 = 40 \ g/mol$

$n_{NaOH}=\dfrac{8}{40}=0,2\,mol$

$V = 200 \,mL= 200 \cdot 10^{-3}\,L = 0,2\,L$

$C_{NaOH}=\dfrac{0.2}{0.2}=1\,mol.L^{-1}$

Remarque :

On peut aussi déduire la concentration molaire (ou massique) de la concentration massique (ou molaire).  
 
Concentration molaire  $\ C_n = \dfrac{C_m}{M}$
 
Concentration massique $\ C_m = C_n.M$

V. Préparation d'une solution de concentration donnée

V.1 Par dissolution

Exemple pratique.

Dans un laboratoire, on veut obtenir $40\,mL$ d'eau salée de concentration $0.5\,mol/L$
 
a) $-\ $ Trouver les quantités respectives de soluté et de solvant à utiliser.
 
b) $-\ $ Indiquer le matériel et les produits nécessaires à cette opération.
 
c) $-\ $ Préciser la meilleure procédure

V.1.1 Les quantités respectives

$\bullet\ $ de solvant : quantité de solvant=volume de solution : $v=40\,mL$
 
On admet que la dissolution d'un corps dans un liquide ne modifie pas le volume de solution obtenue.
               
$\bullet\ $ de soluté : masse de soluté : $m=n\cdot M$ or $n=C\cdot v$ donc $m=C\cdot v\cdot M$
 
La masse de chlorure de sodium $NaCl$ est alors $m_{NaCl}=C\cdot v\cdot M$
 
$C_{NaCl}=0.5\,mol\cdot L^{-1}$
 
$V=40\,mL=4\cdot10^{-2}\,L$
 
$M(NaCl)=58.5\,g/mol$
 
$m_{NaCl}=0.5\times 4\cdot 10^{-2}\times 58.5=1.17\,g$

N.B.

La masse de soluté à prendre est égale au produit de la concentration molaire de la solution par le volume désiré que multiplie la masse molaire du soluté.
 
$m=C\cdot v\cdot M$

V.1.2 Le matériel et les produits

$1$ bêcher $40\,mL$ : pour contenir la solution.
 
$1$ balance : pour mesurer la masse de soluté.
 
$1$ éprouvette graduée : pour mesurer le volume de solvant.
 
$1$ agitateur : pour faciliter la dissolution du soluté.
 
L'eau $=$ le solvant
 
Le sel $NaCl=$ le soluté.

V.1.3 Procédure.

Dissoudre la masse de soluté mesurée dans un minimum de solvant et compléter au volume désiré en ajoutant du solvant.

V.2 Par dilution.

V.2.1 Définition

Diluer une solution c'est y ajouter du solvant :

on diminue alors sa concentration.

$C_p$ : concentration de la solution prélevée

$n_p$ : nombre de moles prélevées

$C_d$ : concentration de la solution diluée

$n_d$ :nombre de moles dans la solution diluée.

V.2.2 Principe de la dilution

Au cours d'une dilution, la quantité de soluté ne varie pas.
 
$n_p = n_d ⇔  C_pv_p= C_dv_d$

Source: 
irempt.ucad.sn

Exercices sur la calorimétrie 3e

Classe: 
Troisième

Exercice 1

On prélève $300\;g$ d'eau à $20^{o}\;C$ que l'on porte à l'ébullition ; quelle quantité de chaleur a-t-on fournie à cette eau ?

Exercice 2

Pour chauffer $250\;g$ d'huile à $70^{o}\;C$, on lui fournit $20 000\;J$. Sa température varie alors de $40^{o}\;C$. Trouver :
 
1) La chaleur massique de cette huile.
 
2) Sa température initiale

Exercice 3

Pour obtenir une boisson lactée tiède, Mactar réalise le mélange schématisé ci-contre. Trouver :
 
1) La quantité de chaleur perdue par le lait chaud
 
2) La quantité de chaleur reçue par l'eau froide
 
3) la température de sa boisson lactée tiède

 
 

 

Exercice 4

Dans un récipient contenant $400\;g$ d'eau à $25^{o}\;C$, on ajoute $100\;g$ d'eau à $75^{o}\;C$. Quelle est, en l'absence de toute perte de chaleur, la température finale du mélange obtenue ?

Exercice 5 

Situation - problème
 
Sachant que les chaleurs massiques respectives de l'eau et du jus sont : $4180\;J/kg^{o}\;C$ et $2090\;J/kg^{o}\;C$ et que la valeur en eau du calorimètre est $20\;g$ trouver :
 
1) La quantité de chaleur perdue par les corps chauds.
 
2) La quantité de chaleur reçue par les corps froids
 
3) Quelle est alors la température de la tisane obtenue ?

Exercice 6

On a mélangé une masse $m_{1}$ d'eau chaude à la température $t_{1}=80^{o}\;C$ et une masse $m_{2}$ d'eau froide à la température $t_{2}=20^{o}\;C$. On a ainsi obtenu une masse d'eau totale de $1200\;g$ d'eau à la température $t=30^{o}\;C$.

Écrire l'expression de la quantité de chaleur perdue par l'eau chaleur et l'expression de la quantité de chaleur reçue par l'eau froide. Quelles étaient les valeurs des masses $m_{1}$ et $m_{2}$ ?

On veut porter les $1200\;g$ d'eau de $30^{o}\;C$ à $50^{o}\;C$ au moyen d'une résistance $R=20\;\Omega$ traversé par un courant d'intensité $I=5\;A$. Pendant quelle durée, doit-on faire passer le courant dans $R$ si on admet que toute la chaleur produite par effet - Joule sert à chauffer l'eau

 

$\begin{array}{c}\blacktriangleright\,\boxed{\text{Correction des exercices}}\end{array}$

Source: 
irempt.ucad.sn

Exercices sur énergie et rendement 3e

Classe: 
Troisième

Exercice 1 

indiquer les mots permettant de remplir la grille ci-contre.
 
Horizontalement
 
1) forme d'énergie dont l'unité pratique est le kilowatt-heure
 
7) est aussi appelée énergie reçue
 
9) énergie due à la vitesse
 
Verticalement
 
1) son unité SI est le joule
 
6) est un rapport dont la valeur est toujours inférieure à un
 
10) est la forme d'énergie contenue dans un arc tendue

 

 

Exercice 2 

1) Donner deux exemples de transformations de l'énergie électrique en énergie calorifique.
 
2) Quelle est la forme d'énergie contenue dans un arc tendu ? En quelle forme d'énergie se transforme-t-elle à la lâchée de la flèche ?

Exercice 3 

Une automobile de masse $m=1\;\text{tonne}$ roule sur une route horizontale et rectiligne à la vitesse $v=144\;km/h.$
 
1) Après avoir défini l'énergie cinétique, la calculer en kilo joules dans le cas de cette voiture.
 
2 En réalité, le moteur développe une énergie totale de $0.8\;kWh$, en déduire, alors, son rendement.

Exercice 4 

Un objet de masse $1\;kg$ est soulevé d'une hauteur de $10\;m$ au bout d'une corde.
 
1) Calculer le travail mécanique qu'il a fallu fournir pour soulever cet objet.
 
2) Quelle forme d'énergie potentielle possède-t-il alors ?

Exercice 5 

Un courant constant d'intensité $I=3\;A$ passe pendant $45\;min$ dans un conducteur de résistance $R=40\;\Omega.$ Calculer en joules et en calories la chaleur dégagée par effet joule.

Exercice 6 

Une centrale électrique nucléaire fournit à un réseau une puissance électrique de $1000\;MW.$ Sachant que la puissance totale du combustible nucléaire fournie à la centrale est de $2800\;MW$, trouver le rendement de cette centrale.

Exercice 7 

Pendant un orage, la foudre qui jaillit entre un nuage et le sol, résulte d'un courant moyen de $10\;kA$ circulant sous une tension de $20\;MV$ pendant $0.1\;s$. Quelles sont la puissance et l'énergie électrique mises en jeu ? 

Exercice 8 

Une automobile a une consommation moyenne de $7.5\;L$ aux $100\;km$ parcourus en $1\;h$. Or la combustion d'un litre d'essence dégage une énergie thermique évaluée à $35\;10^{6}\;J$.
 
1) Calculer l'énergie thermique fournie à cette automobile.
 
2) La puissance effective de cette voiture, du point de vue mécanique est évaluée à $18\;KW$. Quel est le rendement de l'automobile ?
 
3) En réalité, les énergies consommées par l'usure (frottements et échauffements) sont évaluées à $4\;kW$. Calculer le rendement du moteur de cette automobile.

Exercice 9

Une grue soulève une charge de $600\;N$, d'une hauteur de $30\;cm$ en une minute. Déterminer le travail effectué et la puissance développée

Exercice 10

Un train met $1\;h\;30\;mn\;50\;s$ pour relier 2 villes distantes de $209\;km.$ L'intensité de la force de travail de traction de la locomotive sur les wagons est $F=4.41\;10^{4}\;N.$
 
Calculer : 
 
1) la vitesse moyenne de ce train en $m/s$ et en $km/h.$ 
 
2) le travail mécanique effectué par cette force. 
 
3) la puissance mécanique développée en Chevaux.
 

Activités

Sur une ampoule, Momar lit l'information $15W.$ 
 
Il souhaite déterminer la tension nominale de la lampe. 
 
Pour cela, il réalise un montage potentiométrique permettant de mesurer la tension électrique aux bornes de la lampe et l'intensité du courant qui la traverse.
 
1) Réaliser le schéma du montage.
 
2) Il obtient les résultats suivants :
$$\begin{array}{|l|c|c|c|} \hline &\text{Mesure }1&\text{Mesure }2&\text{Mesure }3\\ \hline \text{Tension}&6V&12V&15V\\ \hline \text{Intensité}&0.86A&1.25A&1.41A\\ \hline\text{Puissance électrique reçue}& & &\\ \hline \end{array}$$
 
a) Pour chaque série de mesures, calculer la puissance reçue par la lampe. 
 
Utilise le tableau de mesures pour déterminer la tension nominale de la lampe. 
 
Justifie la réponse.
 
b) compare la tension appliquée à la lampe lors de la mesure $1$ avec sa tension nominale. 
 
La lampe va-t-elle briller normalement ou faiblement ?

Exercice 11 Types de conversion d'énergie

Recopier et compléter les phrases suivantes :
 
L'énergie que possède un corps suspendu à une certaine hauteur du sol est appelée$\ldots\ldots$
 
L'énergie cinétique est la forme d'énergie que possède un système en$\ldots\ldots$
 
L'énergie mécanique d'un corps est la somme de son$\ldots\ldots$et de son$\ldots\ldots$
 
Au cours du mouvement de chute d'un objet, son énergie$\ldots\ldots$est convertie en énergie$\ldots\ldots$
 
Un chargeur de portable convertit l'énergie$\ldots\ldots$en énergie$\ldots\ldots$
 
Les photopiles transforment l'énergie$\ldots\ldots$en énergie électrique
 
Une pile transforme l'énergie$\ldots\ldots$en énergie$\ldots\ldots$; un fer à repasser électrique transforme l'énergie$\ldots\ldots$en$\ldots\ldots$
 
Le$\ldots\ldots$d'un moteur est le rapport de l'énergie utile à l'énergie absorbée.

Exercice 12 Conversions

Un champion de tennis a réalisé un service en communiquant à une balle de masse $m=55\;g$ une vitesse de $217\;km.h^{-1}$
 
1) Convertis cette vitesse en $m\cdot s^{-1}.$
 
2) Déduis-en l'énergie cinétique fournie à la balle lors de ce service.

Exercice 13 énergie potentielle

Une mangue de masse $m=120\;g$ est située sur un arbre à la hauteur $h=3.2\,m.$
 
Déterminer l'énergie potentielle de pesanteur de cette mangue.
 
Donnée : $g=9.8\;N\cdot Kg^{-1}$

Exercice 14 Calcul d'une vitesse

1) Calcule l'énergie cinétique d'un camion, de masse $30$ tonnes, roulant en ville à $30\,km\cdot h^{-1}.$
 
2) A quelle vitesse devrait rouler une voiture de masse $1300\,Kg$ pour avoir la même énergie cinétique ?

Exercice 15 effet joule

Un conducteur ohmique de résistance $R=100\Omega$ est traversé par un courant d'intensité
 
$I=25\,mA$ pendant une durée $t=5$ minutes.
 
1) Qu'est-ce que l'effet Joule ?
 
2) Calculer la puissance Joule pour ce conducteur ohmique.
 
3) Calculer l'énergie dissipée par effet Joule pour ce conducteur ohmique en joules et en $kWh.$

Exercice 16 puissance et consommation

Un appartement possède les équipements suivants : 
 
$7$ lampes de $9\;W$, $4$ ventilateurs de $75\;W$, un réfrigérateur de $120\;W$, un téléviseur de $200\;W$ et un fer à repasser de $1.2\;kW.$
 
1) Quelle est la puissance électrique totale de cet appartement si tous les appareils fonctionnent ?
 
2) Le tableau suivant donne le temps moyen de fonctionnement de chaque appareil.
$$\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|} \hline \text{Appareils}&\text{Lampe}&\text{réfrigérateur}&\text{Téléviseur}&\text{Fer à repasser}&\text{Ventilateur}\\ \hline \text{temps}&4\,h&18\,h&8\,h\ 30\,min&15\,min&6\,h\\ \hline \end{array}$$
 
Calcule, en kilowattheure, l'énergie électrique consommée en $60$ jours.
 
3) La SENELEC vend en moyenne le $kWh$ à $113$ F
 
Calcule le prix à payer pour une consommation bimensuelle.
 
4) Chaque appareil transforme de l'énergie électrique en d'autres formes d'énergies. 
 
Donne ces autres formes d'énergies pour la lampe, le fer à repasser et le ventilateur.

Exercice 17 Lampe à basse consommation

Pour éclairer une maison, on dispose de $8$ lampes à incandescence de puissance $40\,W$ chacune. 
 
Pour une durée de fonctionnement de $4\,h$ par jour, calculer la consommation électrique bimensuelle de cette maison en $KWh.$
 
On remplace les $8$ lampes par des lampes fluo compactes de puissance $11\,W.$ 
 
Pour la même durée de fonctionnement, calculer la consommation électrique bimensuelle de cette maison.
 
1) Conclus.
 
2) Quel est l'impact, sur l'environnement, de l'utilisation de telles lampes ?

Exercice 18 rendement d'une transformation d'énergie

Un four électrique convertit une énergie électrique en énergie thermique servant à chauffer les aliments. 
 
On fournit une énergie électrique de $2\,KWh$ à un four. 
 
L'énergie thermique effectivement récupérée pour chauffer les aliments est de $1.9\,KWh.$
 
1) Sous quelles formes se trouve l'énergie électrique convertie ?
 
2) Calculer le rendement de la conversion en énergie thermique.

Exercice 19 relation $U_{max}$, $P_{max}$ et de $R.$

Les constructeurs indiquent pour les conducteurs ohmiques la puissance électrique maximale permise.
 
Si on dépasse la valeur indiquée, le composant peut être détérioré.
 
Un conducteur ohmique $(R=33\Omega)$ est caractérisé par une puissance maximale permise, $P_{max}=0.5\,W.$
 
1) Exprimer l'intensité maximale permise $I_{max}$ en fonction de $P_{max}$ et de $R.$
 
2) Exprimer la tension maximale permise $U_{max}$ en fonction de $P_{max}$ et de $R.$
 
3) Peut-on brancher ce conducteur ohmique dans un circuit où la tension à ses bornes serait de $24\,V$ ?

Exercice 20 estimation d'énergie

Un élève veut déterminer l'énergie électrique consommée par son fer à repasser. 
 
Il ne dispose que d'une montre.
 
Peut-il réaliser son souhait ? 
 
Si la réponse est oui, indiquer la méthode à utiliser.
 
Exercice supplémentaire Vérification d'informations trouvées sur une facture.
 
Votre papa reçoit la facture d'électricité ci-dessous. 
 
Il vous demande de lui expliquer certaines informations.
 
 
 
1) Indique-lui les données suivantes :
 
a) la puissance souscrite ;
 
b) la consommation en $KWh.$
 
2) Explique-lui comment cette consommation en $KWh$ est calculée.
 
3) Effectue les calculs qui permettent de vérifier les montants des trois tranches et le montant total TTC facturé par SENELEC.

$\begin{array}{c}\blacktriangleright\,\boxed{\text{Correction des exercices}}\end{array}$

 

Source: 
irempt.ucad.sn & ADEM

Exercices sur les associations de conducteurs ohmiques 3e

Classe: 
Troisième

Exercice 1

La résistance $R_{e}$ est la résistance équivalente à l'association des résistances $R_{1}$ et $R_{2}$.

Compléter le tableau ci-contre en indiquant les valeurs manquantes et/ou le type d'association.

$$\begin{array}{|c|c|c|c|}\hline R_{1}&R_{2}&R_{e}&\text{Types} \\ (\text{en }\Omega)&(\text{en }\Omega)&(\text{en }\Omega)&\text{d'associations} \\ \hline 680& &1500& \\ \hline &68&25& \\ \hline 470&33& &\text{Série} \\ \hline 51&46& &\text{parallèle} \\ \hline&56&28& \\ \hline \end{array}$$

Exercice 2

Vous disposez de deux lots de résistances respectivement de $33\;\Omega$ et de $47\;\Omega$. Indiquez, en précisant le type d'association, le nombre de résistances de chaque que vous utilisez :
 
1) Une résistance de $100\;\Omega$
 
2) Une résistance de $113\;\Omega$
 
3) Une résistance de $130\;\Omega$

Exercice 3

Trouver la résistance du conducteur équivalent à l'association :
 
1) en série de deux conducteurs de résistances respectives $22\;\Omega$ et $33\;\Omega$.
 
2) en parallèle des deux conducteurs de résistances respectives $22\;\Omega$ et $33\;\Omega$.

Exercice 4

Vous disposez d'un ensemble de conducteurs identiques de résistance $33\;\Omega$ chacune. Comment les associer pour que la résistance du groupement obtenu soit de $11\;\Omega$.

Exercice 5

Une lampe marquée $4.5\;v$ ; $\ 0.2\;A$ est montée en parallèle avec un conducteur de résistance $R_{1}=27\;\Omega$.
 
1) Calculer la résistance $R_{2}$ du fil chauffant de cette lampe.
 
2) Trouver la résistance équivalente à cette association.

Exercice 6

Soit le dipôle $AB$ constitué de conducteurs groupés comme indiqué dans le schéma suivant.

Trouver la résistance équivalente du dipôle $AB$ ainsi obtenu sachant que
$$R_{1}=10\;\Omega\;;\  R_{2}=20\;\Omega\;;\ R_{3}=6\;\Omega\text{ et }R_{4}=9\;\Omega$$

 
 

 

Exercice 7

Des résistors de résistances respectives $R_{1}=12\;\Omega\;;\ R_{2}=R_{4}=6\;\Omega\text{ et }R_{3}=3\;\Omega$ sont groupés entre $A$ et $B$ comme indiqué par le schéma.
 
1) Trouver la résistance du dipôle $AB$ ainsi constitué.
 
2) A ce dipôle, on applique une tension de $6\;V$, déterminer l'intensité du courant débité par le générateur dans chacun des cas suivants.
 
a) Les interrupteurs $K_{1}$ et $K_{2}$ fermés
 
b) L'interrupteur $K_{1}$ fermé et l'interrupteur $K_{2}$ ouvert.
 
c) l'interrupteur $K_{1}$ ouvert et L'interrupteur $K_{2}$ fermé
 
d) Les interrupteurs $K_{1}$ et $K_{2}$ ouverts.
 
3) Calculer les intensités $I_{1}\;;\ I_{2}\;;\ I_{3}\text{ et }I_{4}$ pour $K_{1}$ et $K_{2}$ fermés.

 

 

Exercice 8

Donner les mots permettant de remplir la grille de mo ci-contre
 
Horizontalement
 
1) Placé aux bornes d'un générateur, il donne une tension variable.
 
3) Elle caractérise tout conducteur électrique.
 
9) Qualifie une résistance pouvant remplacer d'autres résistances
 
Verticalement
 
1) Se dit aussi d'un appareil placé en dérivation
 
5) Ainsi montés, les appareils sont traversés par le même courant.
 
12) Il est une résistance variable ; il fait varier l'intensité du courant

 
 

$\begin{array}{c}\blacktriangleright\,\boxed{\text{Correction des exercices}}\end{array}$

Source: 
irempt.ucad.sn

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