L'air qui nous entoure
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Quatrième : L'air qui nous entoure 


                    A-l’nvironnement et la composition de l’air

 

 

Activités : Document et Travaux pratiques

 

I-L'atmosphère terrestre

 

1. Définition

L'atmosphère est ……………………………qui entoure la Terre. Son épaisseur est difficile à mesurer car ……………………………au fur et à mesure qu'on s'élève en altitude.

On considère qu'au-delà de……………………………d'altitude, il n'y a pratiquement plus d'air.

 

2-Ses différentes couches

La Terre est entourée d'une mince couche gazeuse, l'atmosphère, qui joue le rôle de bouclier pro­tecteur pour toutes les espèces vivant à la surface du globe. Composée de plusieurs couches, l'atmosphère nous protège notam­ment des rayons ultraviolets pro­venant du Soleil.

 

Schéma                         

Variations de température et de pression en fonction de l'altitude.

 

Selon l'altitude à laquelle on se trouve, les caractéristiques de l'atmosphère (température, pres­sion) varient .

1) Quelles sont les différentes couches de l'atmosphère? Dans quelle couche vivons-nous?

2) Quelle est la courbe qui indique les variations de la température en fonction de l'altitude?

3) Lors du vol d'un avion de ligne, quelles sont approximativement la température et la pression à l'extérieur de l'avion?

4) Comment varie la pression au fur et à mesure que l'altitude augmente? En est-il de même pour la température?

 

II-La composition de l’air

 

1-La corrosion du fer

 

2-Les gaz présents dans l’air

● La composition de l'air ……………………………

● Retenons que ……………………………

● L'atmosphère peut contenir de ……………………………

 

II-Les unités de volume et de masse 

 

1-Le volume

a-Les unités

Unités de capacité

kL

hL

daL

L

dL

cL

mL

  Unités de volume

m3

 

dm3

 

cm3

Conversion

 

 

 

 

 

 

 

Conversion

 

 

 

 

 

 

 

 

2-La masse

a-Les unités

L'unité légale de masse est le

 

b-Mesure d’une masse

Pour mesurer une masse, il faut utiliser une

 

3-La température

Pour mesurer une température, on utilise un ………………………………………………………………

L'unité courante de température est le …………………………………………………………………………

 

·                      B-Propriétés de l'air

 

 

Activités : Travaux pratiques

 

I- Le volume de l’air

 

1-Expérience :

Est-il possible de modifier le volume de l'air emprisonné?

● Une seringue partiellement remplie d’air avec l'orifice bouché :

Lorsque l'on pousse le piston, la pression…………………………

Lorsque l'on tire sur le piston, la pression…………………………

● Plus on comprime l'air, plus il faut appuyer fort sur le piston de la seringue: pourquoi? ………………………………………………………………………………………………………

● On relie la seringue à un manomètre et on presse le piston. Que constate-t-on ?  

On recommence l’expérience mais en remplaçant l’air par de l’eau. Que constate-t-on ?

           

Conclusion :

………………………………………………………………………………………………………

 

2-Expérience :

● La seringue utilisée est maintenant reliée à ……………………………gradué en bars.

Le manomètre permet de mesurer ……………………………la pression de l'air contenu dans la seringue.

 

Mesure :

Lorsque l'on pousse le piston, la pression est égale à……………………….

Lorsque l'on tire sur le piston, la pression est égale à …………………………

 

III- La masse de l'air

 

Comment procéder pour mesurer la masse de l'air contenu dans un récipient sachant que ce récipient, même « vide », contient de l'air?

 

Expérience :

 

● mesurons la masse du ballon dégonflé …………………………….

● À l'aide d'une pompe, injectons de l'air dans le ballon pour le gonfler davantage sans faire varier son volume extérieur et mesurons à nouveau sa masse. …………………………….

Celle-ci a légèrement augmenté : l'air possède donc une …………………………….

 

Expérience : Masse d'un litre d'air

Reprenons le ballon précédemment gonflé et mesurons sa masse m1

Plantons dans sa valve une aiguille afin d'en évacuer l'air à volonté. L'aiguille est prolongée par un tuyau placé sous une bouteille de contenance un litre remplie d'eau et retournée sur une cuve à eau.

Dégonflons le ballon jusqu'à remplir d'air la bouteille. mesurons la masse m2 du ballon dégonflé.

Que représente la différence m1 - m2 ?

Calculer la masse de 1 l d'air dans les conditions de l'expérience.

 

 

·                      C-Description moléculaire

 

 

Activités : Travaux pratiques

 

I- Représentation d'un gaz

 

II- Représentation des états liquide, solide

 

l’état solide.

 

 

 

 

l’état liquide.

 

 

l’état gazeux.

 

 

 

III- Interprétation de la conservation de la masse

 

1-Introduction

La masse se conserve lors d’un changement d’état (classe de Cinquième). En est-il de même lorsque l’on mélange deux liquides? Comment interpréter cette propriété?

 

2-Expérience :

● Place deux béchers sur le plateau d'une balance.

● Dans un des béchers verse de l'eau, dans l'autre de l'alcool coloré. Note l'indication de la balance.

● Mélange les deux liquides et repose le bécher vide sur la balance. Note l'indication de la balance.

…………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………

 

3-Observations :

La masse varie-t-elle lors du mélange des deux liquides?

Comment peux-tu interpréter ce résultat à l'aide du modèle moléculaire?

 

4-Conclusion :

………………………………………………………………………………………………………

 

 

·                      D-Les combustions

 

 

Activités : Travaux pratiques

 

I- La combustion du carbone

 

Expérience :

● À l'aide d'un bec électrique, chauffe un morceau de charbon de bois jusqu'à l'incandescence.

 

● Introduis le charbon de bois incandescent dans un flacon contenant du dioxygène.

 

● La combustion terminée, prélève à l'aide d'une seringue un peu du contenu gazeux du flacon et envoie-le tout doucement dans de l'eau de chaux.

 

II- La  combustion du butane

 

1-Introduction

Le butane contenu dans un briquet peut s’chapper sous forme de gaz et être enflammé. Que se

produit-il lorsque le butane brûle dans l’air ?

 

2-Expérience :

Allume un briquet.

● Place au-dessus de la flamme un tube à essai sec et froid.

Qu'observes - tu sur les parois du tube?

 

● Présente au-dessus de la flamme un second tube à essai. Verse ensuite un peu d'eau de chaux

au fond du tube. Agite. Qu'observes-tu? ? …………………………………………………………………

                                                

III- Les combustions incomplètes

 

1-Introduction

La flamme d’une cuisinière à gaz butane bien réglée est bleue. Lorsqu’une cuisinière est mal réglée

la flamme est jaune et noircit les casseroles. Pourquoi selon les conditionsl la combustion du butane

donne-t-elle des produits différents ?

 

2-Expérience :

● Allume un briquet. Augmente le débit du gaz en tournant la molette pour obtenir une grande

flamme jaune. il y a trop de gaz par rapport au dioxygène.

● Approche une coupelle blanche de la flamme.

 

Qu'observes-tu à la surface de la coupelle? ………………………………………………………

Quel est le nouveau produit qui se forme? …………………………………………………………

 

 

Activités

 

Combustion du carbone

Expérience

1-Enflammer un morceau de charbon de bois.
Observer sa combustion dans l’air.

Une fois le charbon de bois incandescent, le plonger dans le dioxygène.

 

2-Observer sa combustion.

Faire un schéma annoté.

 

3-La combustion terminée, verser de l’eau de chaux dans le bocal.

Agiter.

 

4-Qu’observe-t-on ?

Faire un schéma annoté.

  

Questions :

Comparer la combustion du carbone dans l’air (1) et dans le dioxygène(2).

Que constate-t-on en 4 ? Que peut-on en conclure ?

           

Conclusion

Dans cette réaction chimique, les corps qui disparaissent sont appelés les réactifs et ceux qui apparaissent les produits.

Quels sont les réactifs ?        

Quel est le produit ?  

La combustion du carbone dans le dioxygène est une         

 

Combustion du méthane

 

Expérience

Expérience : suivre le déroulement ci-dessous.

Noter les observations en légende sur les schémas.

1-Maintenir un verre à pied au-dessus du bec Bunsen.

Qu’observe-t-on sur les parois du verre ?

           

2-Mettre une pincée de sulfate de cuivre anhydre
sur les parois de ce verre.

 

Que constate-t-on?

 

3-Maintenir le bocal renversé sur la flamme 5 à 10 secondes.

4-Retourner rapidement ce bocal, y verser de l’eau de chaux.

 

Que constate-t-on?

 

Que peut-on conclure des observations faites ci-dessus en 2 ?  en 4 ? 

Conclusion :

Dans cette réaction chimique, les corps qui disparaissent sont appelés les réactifs et ceux qui apparaissent les produits.

Quels sont les réactifs (1 et 2) ?       

Quels sont les produits (3 et 4) ?      

La combustion du méthane dans le dioxygène est une        

 

·                      E-Les transformations chimiques

 

 

Activités : Document et Travaux pratiques

 

I- Les atomes, les constituants des molécules

a-Utiliser les modèles moléculaires

 

1. Construire la molécule de méthane (de formule CH4).

On peut remarquer que les centres des atomes d'hydrogène sont les sommets d'une figure géométrique appelée « tétraèdre". Dessiner ce tétraèdre et représenter les 4 atomes d'hydrogène et l'atome de carbone qui constituent la molécule. L'atome de carbone lié à 4 atomes est dit << atome tétraédrique>>.

 

2. Le méthane, l'éthane, le propane et le butane font partie de la même famille d'hydrocarbures: les alcanes. Leurs molécules ne contiennent que des atomes de carbo­ne tétraédriques (formant une chaîne) et des atomes d'hydrogène.

Construire la molécule d'éthane sachant qu'elle contient 2 atomes de carbone. Donner sa formule.

Faire la même chose avec le propane (qui contient 3 atomes de carbone) puis avec le butane (qui contient 4 atomes de carbone).

 

b-Modélisation des atomes et des molécules

 

Représente quelques modèles d'atomes et leur symbole

Atome

oxygène

carbone

hydrogène

Modélisation

 

 

 

 

Symbole

 

 

 

 

Représente quelques modèles de molécules et leur formule.

Molécule

dioxygène

eau

dioxyde de carbone

méthane

Butane

Modèle moléculaire

 

 

 

 

 

 

 Formule

 

 

 

 

 

 

 

III- Conservation de la masse

 

1-Introduction

Lorsqu'on fait brûler du bois, la masse des cendres est inférieure à la masse du bois de départ. La masse diminue-t-elle lors d'une transformation chimique?……………………………………………………………

 

2-Expérience :

Mesure de la masse de l'ensemble avant (a) et après (b) la transformation chimique.

● Sur le plateau d'une balance, place un morceau de craie (du calcaire) et une bouteille fermée contenant de l'acide chlorhydrique.

● Note l'indication de la balance.

……………………………………………………………………………………………

● Ouvre la bouteille, introduis la craie et referme la bouteille aussitôt.

● Replace la bouteille sur le plateau de la balance. Note l'indication de la balance.

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

 

 
 
 
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