[PDF] Fiche de révision de 3eme en physique chimie - DNB

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Fiche de révision de 3eme en physique chimie - DNB

1/ Chimie : organisation et transformation de la matière

a) Atomes, molécules et ions

8Q MPRPH HVP ŃRQVPLPXp G·XQ QR\MX MXPRXU GXTXHO JUMYLPHQP GHV pOHŃPURQVB

Une molécule est constituée de plusieurs atomes.

Modèle de

O·MPRPH

Nom Carbone Hydrogène Oxygène Azote

Symbole C H O N

La molécule contient 2 atomes de

carbone, 6 atomes d'hydrogğne et

1 atome d'odžygğne

Electrons : chargés -

Protons : chargés +

Neutrons : charge 0

GHVŃULSPLRQ G·XQ MPRPH :

Quasiment toute la masse est contenue dans le noyau.

IM PMLOOH GX QR\MX § 10-15 m OM PMLOOH GH O·MPRPH § 10-10 m AE un noyau est environ

100 000 IRLV SOXV SHPLP TXH O·MPRPHB

I·MPRPH M XQH VPUXŃPXUH lacunaire : entre les électrons et le noyau, il y a du vide.

Un atome est électriquement neutre : il y a donc autant de protons (chargés Ą TXH G·pOHŃPURQV

(chargés -). Les atomes (et noyaux) sont représentés par un symbole :

Atome Nombre de

protons (Z)

Nombre

G·pOHŃPURQV

Nombre de

neutrons

Carbone

Sodium

Les 118 atomes différents sont classés dans le tableau périodique des éléments par numéro atomique Z croissant

(18 colonnes et 7 lignes). Atome

Molécule

C2H6O

Un LRQ HVP XQ MPRPH RX JURXSH G·MPRPHV TXL M SHUGX RX JMJQp XQ RX SOXVLHXUV pOHŃPUons. Il y a donc

des :

Ions positifs appelés CATIONS $PRPH RX JURXSH G·MPRPHV TXL M 3(5G8 GHV pOHŃPURQVB ([ )H2+, Fe3+, Al3+"

Ions positifs appelés ANIONS $PRPH RX JURXSH G·MPRPHV TXL M *$*1( GHV pOHŃPURQVB ([ FO-, F-, SO42-"

Formation d'un ion positif AE cation Formation d'un ion nĠgatif AE anion

1RP LRQ" )RUPXOH ŃOLPLTXH GH O·LRQ 3HUPH RX JMLQ G·H- nb de charges " + » nb de charges " - »

aluminium (III) Al3+ perte de 3 e- 13 10 fer(III) Fe3+ perte de 3 e- 26 23 fer (II) Fe2+ perte de 2 e- 26 24 chlorure Cl- JMLQ G· 1 H- 17 18 b) Identification des ions

Une solution est toujours électriquement neutre : il y a autant de charges positives que de charges négatives.

Une sROXPLRQ LRQLTXH V·pŃULP LRQ + + ions -)

Exemples : sulfate de cuivre II : (Cu2+ + SO42²) Chlorure de fer III : (Fe3+ + 3 Cl-)

3RXU LGHQPLILHU GHV LRQV RQ SHXP XPLOLVHU GHV UpMŃPLIV VRXGH QLPUMPH G·MUJHQP TXL YRQP GRQQHU GHV SUpŃLSLPpV

de couleurs. (Le PMNOHMX VXLYMQP Q·HVP SMV j MSSUHQGUHB

Ion Chlorure

Cl-

Cuivre

Cu2+

Fer II

Fe2+

Fer III

Fe3+ Zinc Zn2+

Aluminium

Al3+

Réactif

utilisé

Nitrate

G·MUJHQP

(Ag+ +NO3)

Soude ou hydroxyde de sodium (Na+ + HO-)

Précipité

obtenu

Blanc qui

noircit à la lumière

Bleu Vert kaki Marron-orangé blanc blanc

Exemples :

Les réactions chimiques

qui ont lieu entre le réactif et la solution sont :

Cu2+ + 2 OH- Cu(OH)2

Ag+ + Cl- AgCl

Zn2+ + 2 OH- Zn(OH)2

Un précipité est un

solide. c) pH : solutions acides et basiques

Une solution est acide si son pH est inférieur à 7. L'aciditĠ est due ă l'ion hydrogène H+

Une solution est basique si son pH est supérieur à 7. La basicitĠ est due ă l'ion

hydroxyde HO-.

On mesure le pH avec :

Ö Du papier pH

Ö Un indicateur coloré acido-basique comme le jus de chou rouge, qui change de couleur en fonction du pH.

Ö Un pH-mètre MSSMUHLO pOHŃPURQLTXH TX·RQ PUHPSH GMQV OM VROXPLRQ HP TXL MIILŃOH OM YMOHXU GX

pH.

Remarque IRUVTX·RQ GLOXH XQH VROXPLRQ MÓRXP G·HMX SXUH), son pH se rapproche toujours de 7.

d) Réaction entre un acide et une base

4XMQG RQ IMLP UpMJLU GH O·MŃLGH ŃOORUO\GULTXH + Ą Ą FO-) et une solution

G·O\GUR[\GH GH VRGLXP 1M Ą Ą +2-), une réaction chimique a lieu et dégage beaucoup de chaleur.

H+ + HO- AE H2O

e) Réaction entre un acide et un métal Un métal est un bon conducteur thermique et électrique. Il est recyclable.

5pMŃPLRQ HQPUH GH O·MŃLGH ŃOORUO\GULTXH HP OH IHU

2 H+ + Fe H2 + Fe2+

Dihydrogène explosif : quand on approche une allumette : détonation " POP »

5pMŃPLRQ HQPUH GH O·MŃLGH ŃOORUO\GULTXH HP OH zinc :

2 H+ + Zn H2 + Fe2+

5pMŃPLRQ HQPUH GH O·MŃLGH ŃOORUO\GULTXH HP O·MOXPLQLXP

6 H+ + 2 Al 3 H2 + 2 Al3+

5pMŃPLRQ HQPUH GH O·MŃLGH ŃOORUO\GULTXH HP O·RU C MUJHQP C ŃXLYUH 5H(1

IHV LRQV TXL QH UpMJLVVHQP SMV VRQP GLPV VSHŃPMPHXUV RQ QH OHV pŃULP SMV GMQV O·pTXMPLRQ GH OM UpMŃPLRQ ŃOLPLTXHB

Lors de la réaction entre un acide et un métal, Les ions hydrogène H+ de O·MŃLGH UpMJLVVHQP MYHŃ OH PpPMO pour

donner du dihydrogène gazeux H2 et O·LRQ PpPMOOLTXH.

IRUV G·XQH UpMŃPLRQ ŃOLPLTXH

- Il y a conservation de la masse ŃMU OHV MPRPHV VRQP ŃRQVHUYpV LO \ M MXPMQP G·MPRPHV G·O\GURJqQH GH

chaque côté du signe " »)

- Il y a conservation des charges électriques (il y a autant de + et de ² de chaque côté).

f) Autres transformations chimiques : A chaque fois, il faut veiller à la conservation des atomes de chaque côté du " = ».

Combustion du carbone : C + O2 CO2

Combustion du méthane : CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O Combustion du propane : C3H8 + 5 O2 3 CO2 + 4 H2O FRPNXVPLRQ GH O·pPOMQRO F2H6O+ 3 O2 2 CO2 + 3 H2O

6\QPOqVH GH O·MU{PH de banane : C5H12 O + C2H4O2 C7H14O2 + H2O

g) Masse volumique :

Exemple :

Un matériau appelé Hassium est un des plus dense sur Terre. Un morceau de volume V= 1200 cm3 = 1,2 L a

XQH PMVVH P 48E NJB FMOŃXOH OM PMVVH YROXPLTXH ǒ GH O·OMVVLXP HQ JCŃP3 et kg/m3 ǒ PC9 48 E00 C1200 40,8 g/cm3 = 40 800 kg/m3 h) Différents états de la matière

Etat Solide Liquide gazeux

5HSUpVHQPMPLRQ j O·MLGH

du modèle molécule (QVHPNOH" Compact et ordonné Compact et désordonné Dispersé et très désordonné

Molécules Liées, quasi immobiles

et rapprochées

Un peu liées, mobiles et

très rapprochées

Non liées, éloignées, en

mouvement rapide

PossqGH XQ" Volume propre, une

forme propre Volume propre i) Atmosphère terrestre I·MLU HVP XQ mélange de plusieurs gaz : sa composition est

78% de diazote N2 : on arrondira à 80 % soit 4/5.

21% de dioxygène O2: on arrondira à 20% soit 1/5.

1 G·MXtres gaz : le dioxyde de carbone CO2 O·MUJRQ $U

le dihydrogène H2" Le dioxygène O2 est un gaz indispensable à la respiration et aux

ŃRPNXVPLRQV"

I·MLU M XQH PMVVH 1 I G·MLU SqVH HQYLURQ 1 J - 1 OLPUH G·HMX SqVH 1 NJ j) Différence entre transformation physique, transformation chimique, mélange

- Une transformation physique est le SMVVMJH GH OM PMPLqUH G·XQH IRUPH j XQH MXPUHB HO \ M ÓXVPH XQ

ŃOMQJHPHQP G·MVSHŃP GH IRUPHB $PRPHV HP PROpŃXOHV QH ŃOMQJHQP SMVB ([ YMSRULVMPLRQ VROLGLILŃMPLRQ

érosLRQ"

- Une transformation chimique est le passage d'une espèce chimique à une nouvelle espèce chimique.

Les espèces chimiques de départ, appelées REACTIFS, se transforment en nouvelles espèces chimiques

appelées PRODUITS. Le phénomène permettant cette transformation chimique est appelé réaction

chimique. Exemples : décomposition, synthèses, oxydations, précipitations, certaines dissolutions. - Un mélange est juste une mise en commun de deux corps ensemble. Ex : huile + vinaigre. k) Différence entre transformation physique, transformation chimique, mélange

Tests caractéristiques

Gaz Test

Dihydrogène

H2

Détonation à

O·MSSURŃOH G·XQH

allumette

Dioxyde de

carbone CO2

Eau de chaux qui

se trouble

Eteint une flamme

de bougie

Dichlore Cl2 Gaz de couleur

verte qui pue

Dioxygène O2 Ravive une flamme

ou une braise (Liquide ou gaz)

Eau H2O

Sulfate de cuivre

anhydre qui devient bleu

2/ Energie

I·pQHUJLH HVP XQ ŃRQŃHSP MNVPUMLP TXL TXMQPLILH OM ŃMSMŃLPp G·XQ RNÓHP j HIIHŃPXHU GHV PUMQVIRUPMPLons.

I·pQHUJLH VH transfère et se transforme.

Unité officielle (SI) : le Joule (J).

a) 6RXUŃHV G·pQHUJLH IRUPHV G·pQHUJLH

IHV VRXUŃHV G·pQHUJLH renouvelables VRQP GHV VRXUŃHV G·pQHUJLH inépuisables à O·pŃOHOOH GH O·OXPMQLPp

Soleil, eau, chaleur de la Terre (géothermie), vent, biomasse

IHV VRXUŃHV G·pQHUJLH non- renouvelables VRQP GHV VRXUŃHV G·pQHUJLH épuisables à O·pŃOHOOH GH O·OXPMQLPpB

Il y a en 2 types :

o Sources fossiles : pétrole, gaz, charbon. o Source nucléaire : Uranium.

IM IRUPH G·pQHUJLH ŃRUUHVSRQG MX P\SH G·pQHUJLH potentielle de position, cinétique, électrique,

lumineuse, ŃOLPLTXH POHUPLTXH PpŃMQLTXH QXŃOpMLUH PXVŃXOMLUH"

6RXUŃH G·pQHUJLH )RUPH G·pQHUJLH

Pétrole, gaz, charbon Energie chimique

Uranium Energie nucléaire

Vent Energie cinétique (ou éolienne)

Soleil Energie lumineuse ( ou solaire)

Chaleur de la Terre Energie thermique (ou géothermique)

Biomasse Energie chimique

Eau Energie cinétique ( ou hydraulique)

b) FRQYHUVLRQ G·pQHUJLH

Ex : pile qui alimente une lampe

8QH SLOH HVP XQ ŃRQYHUPLVVHXU G·pQHUJLH ŃOLPLTXH HQ pQHUJLH

électrique.

Ex : dynamo qui alimente une lampe

8Q MOPHUQMPHXU HVP XQ ŃRQYHUPLVVHXU G·pQHUJLH ŃLQpPLTXH HQ

énergie électrique.

c) Transfert d·pQHUJLH Il existe plusieurs façons GH PUMQVIpUHU G·XQ corps à un autre corps :

ª Le PUMYMLO G·XQH IRUŃH.

ª Le transfert thermique par :

Conduction : sans transport de matière, du corps chaud vers le corps froid. Convection : avec transport de matière, entre des fluides chauds et froids. Rayonnement : par des ondes électromagnétiques. d) 3URGXŃPLRQ GH O·pQHUJLH pOHŃPULTXH

IHV ŃHQPUMOHV pOHŃPULTXHV SURGXLVHQP O·pOHŃPULŃLPp GH OM PrPH PMQLqUH 2Q IMLP PRXUQHU XQH turbine (avec de la

YMSHXU G·HMX GX YHQP TXL IMLP PRXUQHU O·MLPMQP G·XQ alternateur.

Aimant = Rotor

bobine stator

Alternateur

Un alternateur HVP ŃRQVPLPXp G·XQ aimant + une bobine. I·MLPMQP MSSHOp URPRU PRXUQH GMQV XQH NRNLQH VPMPLTXH MSSHOpH 6PMPRUB Un alternateur est un ŃRQYHUPLVVHXU G·pQHUJLH ŃLQpPLTXH RX mécanique) en énergie électrique (Q 2016 HQ )UMQŃH 723 GH O·pQHUJLH pOHŃPULTXH SURYLHQP GHV ŃHQPUMOHV nucléaire et 19,1 % (eau, vent, bois, déchets, soleil) provient de sources

G·pQHUJLH UHQRXYHOMNOHVB

2Q XPLOLVH OHV VRXUŃHV G·pQHUJLH Uenouvelables ou non renouvelable pour

IMNULTXHU GH OM YMSHXU G·HMX TXL IHUM HQVXLPH PRXUQHr la turbine puis

O·MOPHUQMPHXUB

e) Energie cinétique, énergie potentielle de position, énergie mécanique.

Energie mécanique Em :

I·pQHUJLH PpŃMQLTXH Em est la somme GH O·énergie cinétique Ec HP GH O·énergie de position EP :

Em = Ec + Ep

IRUV GH OM ŃOXPH G·XQ ŃRUSV O·pQHUJLH potentielle de position diminue et se convertit en énergie

cinétique TXL MXJPHQPHB I·pQHUJLH PpŃMQLTXH 6( F216(59( V·LO Q·\ M SMV GH " pertes » dans

O·HQYLURQQHPHQP j cause des frottements.

f) Sécurité routière GLVPMQŃH G·MUUrP GLVPMQŃH GH UpMŃPLRQ Ą GLVPMQŃH GH IUHLQMJH DA = DR + DF ¾ IRUV G·XQ IUHLQMJH O·pQHUJLH ŃLQpPLTXH (Ń est convertie en énergie thermique et déformation. ¾ Les dégâts engendrés lRUV G·XQ ŃORŃ VRQP SURSRUPLRQQHOV j O·pQHUJLH ŃLQpPLTXH GRQŃ j v².

Si v x 2 AE dégâts x 4

DF GpSHQG GH O·pPMP GH OM URXPH GH O·pPMP GX véhicule, des conditions météo, de la

YLPHVVH"

Ö La distance de freinage est multipliée par

4 lorsque la vitesse est multipliée par 2

Ö La distance de freinage est multipliée par

9 lorsque la vitesse est multipliée par 3

DR ne dépend que du chauffeur et de la

vitesse. g) Puissance électrique

La puissance nominale ŃRUUHVSRQG j XQ GpNLP G·pQHUJLH HP ŃRUUHVSRQG j O·pQHUJLH ( pŃOMQJpH (reçue ou donnée)

pendant une durée t = 1 seconde.

8Q RNÓHP HVP SXLVVMQP V·LO ŃRQYHUPLP XQ JUMQGH TXMQPLPp G·pQHUJLH HQ XQ PLQLPXP GH PHPSVB

En courant continu :

h) Energie électrique I·pQHUJLH PUMQVIpUpH SHQGMQP XQH GXUpH P j XQ MSSMUHLO GH SXLVVMQŃH QRPLQMOH 3 HVP Si P est en watt(W) et t est en seconde (s) alors E est en Joule (J)

Si P est en watt(W) et t est en heure (h) alors E est en wattheure (Wh) 1Wh = 3600 J

Si P est en kilowatt(W) et t est en heure (h) alors E est en kilowattheure (kWh) 1kWh = 3 600 000 J

Exercice : 6MŃOMQP TX·XQ 1 NJO ŃR€PH HQYLURQ 012 ½ ŃRPNLHQ ŃR€PH 10 min de sèche-cheveux de puissance

1200 W?

E = P x t = 1,2 x (10/60) = 0,2 kWh

Ou autre méthode X 3 600 000

E = P x t = 1200 x 10 x 60 = 720 000 J

Dont le prix à payer est : 0,12 x 0,2 = 0,24 ½ facteurs DR dépend DF dépend

BBB GH O

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