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Daniel SapiencePHYSIQUES

SCIENCES

CHIMIQUES

Bacpro

TRONC COMMUN

1 reet T erm

NOUVEAU PROGRAMME

BAC PRO 3 ANS

Livre du professeur

HS5 HS6

Édition: Clarisse Léon-Darras/Alexandra Fouilleroux

Coordination artistique: Isabelle Jalfre

Fabrication: Maria Pauliat

Composition et schémas: JPM

© Nathan ... 25 avenue Pierre de Coubertin ... 75013 Paris ... 2010

ISBN: 978-2-09-161208-9

4SOMMAIRE

SOMMAIRE

©NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit

PARTIE 1 ... LES TRANSPORTS

CHAPITRE 1 ... Loxydoréduction

Activité 1Réaliser et interpréter des réactions doxydoréduction Activité 2Étudier laction dun acide sur un métal Activité 3Prévoir le sens dune réaction doxydoréduction Activité 4Découvrir un phénomène de corrosion Activité 5Comprendre pour lutter contre la corrosion

CHAPITRE 2 ... Piles et accumulateurs

Activité 1Fabriquer une pile

Activité 2Connaître le principe dune pile Activité 3Connaître le principe dun accumulateur

Activité 4Produire du courant alternatif

Activité 5Utiliser le courant produit par un alternateur automobile Activité 6Étudier le comportement dune diode en courant continu Activité 7Utiliser une diode en courant continu Activité 8Tracer la caractéristique dune diode Activité 9Étudier le comportement dune diode en courant alternatif

Activité 10Redresser un courant alternatif

Activité 11Filtrer un courant redressé

CHAPITRE 3 ... Les fluides

Activité 1Déterminer la force de poussée dArchimède Activité 2Connaître les conditions de flottabilité dun matériau Activité 3Connaître les conditions déquilibre dun corps flottant

Activité 4Caractériser la pression

Activité 5Calculer une pression

Activité 6Caractériser la pression et les forces pressantes Activité 7Déterminer la différence de pression entre deux points dun fluide au repos Activité 8Différencier pression atmosphérique, pression absolue et pression relative

Activité 9Découvrir leffet Venturi

PARTIE 2 ... CONFORT DANS LA MAISON ET LENTREPRISE

CHAPITRE 4 ... Le chauffage

Activité 1Déterminer la variation de température de deux matériaux différents Activité 2Constater les effets dun transfert de chaleur Activité 3Expliquer la sensation de chaud ou de froid Activité 4Mesurer une résistance à laide dun ohmmètre

Activité 5Vérifier que la puissance dun conducteur ohmique est donnée par lexpressionU

2 R

Activité 6Vérifier que lénergie dun conducteur ohmique est donnée par lexpressionU

2 t R Activité 7Savoir que la chaleur et le rayonnement sont deux modes de transfert de lénergie

Activité 8Définir la convection

Activité 9Définir la conduction

Activité 10Identifier les produits de la combustion complète dun hydrocarbure Activité 11Brûler les hydrocarbures pour produire de lénergie thermique Activité 12Écrire et équilibrer léquation de combustion dun hydrocarbure Activité 13En savoir davantage sur la combustion des hydrocarbures CHAPITRE 5 ... Confort et développement durable Activité 1Différencier énergie et puissance Activité 2Calculer le rendement dun appareil de chauffage Activité 3Calculer la résistance thermique dun matériau

Activité 4Calculer un flux thermique

Activité 5Titrer une solution par un dosage acide base Activité 6Mesurer le pH dune solution aqueuse Activité 7Calculer le pH dune solution aqueuse Activité 8Connaître le mécanisme de formation des ions Activité 9Connaître limportance de la dureté dune eau Activité 10Mettre en évidence la présence dions Ca 2+ et Mg 2+ dans une solution aqueuse Activité 11Déterminer expérimentalement le degré hydrotimétrique dune eau Activité 12Identifier des matières plastiques Activité 13Distinguer les plastiques recyclables des emballages (norme din 6120)

PARTIE 3 ... HYGIÈNE ET SANTÉ

CHAPITRE 6 ... Les principaux composants du lait

Activité 1Identifier la présence daldéhyde dans le lait 3

5SOMMAIRE

©NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit Activité 2Distinguer les aldéhydes des cétones

Activité 3Identifier un alcool

Activité 4Identifier un acide carboxylique

Activité 5Identifier la présence de matières grasses dans le lait

Activité 6Découvrir les lipides

Activité 7Doser lacide lactique du lait

Activité 8Distinguer les chaînes carbonées Activité 9Déterminer la formule dune molécule

Activité 10Nommer une molécule

Activité 11Savoir identifier et nommer les symboles de danger Activité 12Réaliser une réaction destérification Activité 13Écrire léquation dune réaction destérification

Activité 14Nommer un ester

CHAPITRE 7 ... Rôle et effet dun détergent Activité 1Réaliser lhydrolyse dun ester Activité 2Écrire léquation de la saponification dun ester gras Activité 3Réaliser une réaction de saponification Activité 4Mettre en évidence la tension superficielle

Activité 5Découvrir les agents tensioactifs

Activité 6Connaître laction des agents tensioactifs

Activité 7Identifier les symboles de danger

Activité 8Diluer un détergent

Activité 9Réaliser la dilution dun ester

PARTIE 4 ... SON ET LUMIÈRE

CHAPITRE 8 ... Réflexion et réfraction

Activité 1Étudier la propagation de la lumière Activité 2Vérifier les lois de la réflexion Activité 3Établir la seconde loi de la réfraction Activité 4Déterminer langle limite de réfraction

Activité 5Déterminer la déviation dun rayon lumineux traversant une lame à face parallèle

Activité 6Déterminer la déviation dun rayon lumineux traversant un prisme

Activité 7Guider la lumière

Activité 8Dessiner le chemin de la lumière dans une fibre optique

CHAPITRE 9 ... Les sons

Activité 1Comprendre la propagation du son dans lair

Activité 2Mesurer une longueur donde

Activité 3Mesurer la célérité du son dans lair Activité 4Vérifier la loi de la réflexion dune onde sonore

Activité 5Percevoir un son

Activité 6Transmettre un signal sonore par fibre optique Activité 6Transmettre un signal sonore par fibre optique (alternative)

CHAPITRE 10 ... Loeil et la lumière

Activité 1Simuler un œil

Activité 2Construire limage créée par une loupe Activité 3Vérifier que le grossissement dune loupe dépend de sa distance focale Activité 4Décomposer et recomposer la lumière par un prisme Activité 5Déterminer les longueurs donde Activité 6Connaître les dangers des u.v. pour lœil Activité 7Mesurer léclairement dune lampe

CHAPITRE 11 ... Les lentilles convergentes

Activité 1Identifier une lentille convergente

Activité 2Différencier image réelle et image virtuelle Activité 3Déterminer les foyers image et objet dune lentille convergente Activité 4Déterminer la distance focale dune lentille mince convergente Activité 5Vérifier les formules de conjugaison et de grandissement

Activité 6Construire une image

Passons la certification intermédiaire ... Contrôle en Cours de formation Passons la certification intermédiaire ... Épreuve ponctuelle Passons le BAC PRO ... Contrôle en Cours de formation

Passons le BAC PRO ... Épreuve ponctuelle

4

OBJECTIFS DU CHAPITRE

Reconnaître une oxydation et une réduction.

Placer un élément dans la classification électrochimique.

Prévoir le sens d"une réaction.

Écrire et équilibrer les équations d"oxydoréduction.

L"oxydoréduction

CHAPITRECHAPITRE

©NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit

1.Quels agents chimiques favorisent la corrosion des carrosseries automobiles?

2.Comment protège-t-on les carrosseries automobiles?

Réponses à la page 22

QUESTIONS

1 1 13 5 14 ©NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit

RÉALISER ET INTERPRÉTER

DES RÉACTIONS DOXYDORÉDUCTION

Activité

1

1. Oxydants et réducteurs

MODE OPÉRATOIREE.

1.Versezenviron 100 mL de solution de sulfate de cuivre

(Cu 2+ , SO 42-
) dans le bécher A.

2.Introduisezla lame de zinc (Zn) dans la solution.

3.Versezenviron 100 mL de solution de sulfate de zinc

(Zn 2+ , SO 42-
) dans le bécherB.

4.Introduisezla lame de cuivre (Cu) dans la solution.

5.Attendez10 minutes, puis versezenviron 5 mL de la

solution du bécher Adans un tube à essais. Ajoutez-y quelques gouttes de la solution aqueuse d"hydroxyde de sodium.

OBSERVATIONE.

€Dans le bécher A, la lame de zinc s"est recouverte d"un dépôt de couleur rougeâtre, caractéristique du cuivre (Cu). €Dans le tube à essais, on observe l"apparition d"un précipitéblancdû aux ions zinc (Zn 2+ ) présents dans la solution. €Dans le bécher B, aucuneréaction ne s"est produite.

CONCLUSIONE.

€Un certain nombre d"atomes de la lame de zinc se sont transformés en ions zinc II de formule Zn 2+ en perdant 2 électrons. Les atomes de zinc sont des réducteurs.

La réaction s"appelle une oxydation.

Une oxydation est une

perted"électrons.

Les ions Cu

2+ se sont transformés en cuivre métallique Cu en gagnant

2 électrons.

€Les ions Cu

2+ sont des oxydants. La réaction s"appelle une réduction.

Une réduction est un

gaind"électrons. €Le nombre d"électrons perdus au cours de loxydationpar le réducteur est toujours égal au nombre d"électrons gagnés par l" oxydantau cours de la réduction.

€Réduction et oxydation sont simultanées, une telle réaction est une réaction d"oxydo-

réduction.

Le bilan de la réaction s"écrit :

ZnZn 2+ +2e Cu 2+ +2e Cu Cu 2+ +ZnZn 2+ + Cu Aucune réaction ne se produit dans le bécher B, les ions Zn 2+ n"oxydent pas le cuivre.

Les ions Cu

2+ sont plus oxydants que les ions Zn 2+

Matériel

Deux béchers de

250 mL étiquetés

Aet B

Un tube à essais

Une lame de zinc

Une lame de cuivre

Une solution de

sulfate de cuivre

à 0,1 mol/L

Une solution de

sulfate de zinc

à 0,1 mol/L

Une solution

aqueuse d"hydroxyde de sodium à 0,1 mol/L

Un erlenmeyer

marqué "récupération des produits usagés» AB 6

15CHAPITRE1€L"oxydoréduction

©NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit

2. Pouvoir oxydant

MODE OPÉRATOIREE.

1.Introduisezle copeau de cuivre dans un tube à essais propre.

2.Versez2 cm

3 de la solution de nitrate d"argent (Ag , NO 3

OBSERVATIONE.

€Le copeau de cuivre se recouvre d"un dépôt de couleur grise: c"est de l" argentà l"état métallique.

CONCLUSIONE.

€Les ions Ag

ont gagné un électron, ils ont été réduits.

Ce sont des

oxydants . €Pendant ce temps, les atomes de cuivre ont perdu2 électrons pour donner des ions cuivre II, de formule Cu 2+ . Les atomes de cuivre ont été oxydés, ce sont des réducteurs. €Aucune réaction ne se produit si on plonge un fil d"argent dans une solution de sulfate de cuivre: les ions cuivre II Cu 2+ noxydentpas les atomes d"argent.

Les ions Ag

sont plus oxydantsque les ions Cu 2+ qui sont eux même plus oxydants que les ions Zn 2+

€Le bilan de la réaction s"écrit:

CuCu 2+ +2e 2 Ag +2e 2 Ag 2 Ag +CuCu 2+ + 2 Ag

Dans la première expérience, l"ion Cu

2+ est l" oxydant , alors que dans la seconde expérience, l"atome de cuivre Cu est le réducteur. Le couple Cu 2+ /Cu constitue un couple oxydant-réducteur.

Pouvoir oxydant croissantZn

2+ Cu 2+ Ag

Matériel

Un tube à essais

Une solution de

nitrate d"argent

Un copeau

de cuivre

Un erlenmeyer

marqué "récupération des produits usagés» 7 16 ©NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit

ÉTUDIER LACTION DUN ACIDE

SUR UN MÉTAL

Activité

2 Attention:Il faut porter une blouse, des gants et des lunettes de protection pour manipuler la solution d"acide chlorhydrique dont la concentration est supérieure à 10 -2 mol/L.

MODE OPÉRATOIREE.

1.Introduisezle copeau de cuivre dans le tube Aet trois morceaux de grenaille de zinc

dans le tube B.

2.En présence du professeur:

a)à l"aide d"une pipette munie de son dispositif de prélèvement, versez5 mL de la solu- tion d"acide chlorhydrique dans les deux tubes; b)bouchezle tube Bquelques instants, puis présentezune allumette enflammée à l"ori- fice du tube.

3.Lorsque la réaction est terminée, prélevezenviron la moitié de la solution du tube B

et introduisez-ladans le tube C.

4.Ajoutezquelques gouttes de solution d"hydroxyde de sodium dans le tube C.

OBSERVATIONE.

€Dans le tubeA, aucuneréaction ne se produit. €Dans le tube B, la solution d"acide chlorhydrique (H ,Cl ) réagit avec le zinc en donnant un dégagement gazeux . La légère détonationentendue lorsqu"on approche une allumette enflammée de l"orifice du tube Best caractéristique d"un dégagement de dihydrogène. €Dans le tube C, l"apparition d"un précipitéde couleur blanchecaractérise la présence d"ions zinc II de formule Zn 2+

CONCLUSIONE.

€L"équation de la réaction d"oxydoréduction s"écrit :

Zn + 2H

Zn 2+ + H 2

€Au cours de cette réaction les ions H

subissent une réduction.

€Les ions H

sont plus oxydants.que les ions Zn 2+

€Les ions H

ne réagissent pas avec le cuivre. Les ions Cu 2+ sont plus oxydants que les ions H

€Disposez les ions H

sur le schéma ci-dessous à l"emplacement qui leur convient.

Pouvoir oxydant croissantZn

2+ H Cu 2+ Ag A AB

AMatériel

Trois tubes à essais

étiquetés A, Bet C

et un bouchon

Une solution

d"acide chlorhydrique

0,1 mol/L

Un copeau

de cuivre

Trois morceaux

de grenaille de zinc

Une pipette

graduée de 10 mL et son dispositif de prélèvement

Un erlenmeyer

marqué "récupération des produits usagés» 8

17CHAPITRE1€L"oxydoréduction

©NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit

Activité

3

PRÉVOIR LE SENS DUNE RÉACTION

DOXYDORÉDUCTION

Activité

4

DÉCOUVRIR UN PHÉNOMÈNE

DE CORROSION

MODE OPÉRATOIREE.

1.Dans le tube A, introduisezun clou en fer entouré de fil de

cuivre.

2.Dans le tube B, introduisezun clou en fer.

3.Dans le tube C, introduisezun clou en fer entouré de ruban de

magnésium.

4.Dans chaque tube, versezde l"eau de Javel de manière à recou-

vrir complètement les clous.

OBSERVATIONE.

€Dans le tube A, le clou se recouvre derouille: le fer est oxydé. €Dans le tube B, le clou s"oxyde légèrement.

€Dans le tube

C , le clou est protégé de toute oxydation.

CONCLUSIONE.

€Dans le tube A, l"oxydation du fer est accentuée par la présence d"un métal moins réducteur que lui. €Dans les tubes Aet B, on observe un phénomène de corrosionélectrolytique. €Dans le tube C, le fer est protégé par la présence d"un métal plusréducteur que lui.

Matériel

Trois tubes à essais

étiquetés A, Bet C

De l"eau de Javel

Trois clous en fer

Du fil de cuivre

Du ruban

de magnésium €Entre deux couples oxydant/réducteur, la réaction naturelle se produit entre loxydant le plus fort et le réducteur le plus fort. €Lécriture de la lettre grecque "gamma» permet, en utilisant la classification électrochimique, de prévoir les réactions doxydoréduction.

Exemple:

Les ions argent (Ag

) réagissent avec les atomes de cuivre (Cu) pour donner des atomes dargent (Ag) et des ions cuivre II (Cu 2+ Ag /Ag Cu 2+ /Cu

Pouvoir

oxydant croissantOxydant 1

Oxydant 2Réducteur 1

Réducteur 2Pouvoir

réducteur croissant

Document Les réactions d"oxydoréduction

Classification

électrochimique

En appliquant la méthode du document ci-dessus, cochez les réactions possibles:

Fe + Cu

2+ Fe 2+quotesdbs_dbs45.pdfusesText_45

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