Chap 2 3 Flashcards
Seuls les….,les… et les… existent sous forme d’éléments atomiques.
Gaz nobles,métaux pures et solides covalents
Qui sont les pères de la chimie?
Lavoisier,Proust,Dalton et Avogadro
Les pères ont été les premiers à faire quoi?
Jeter les bases de la chimie quantitative et de l’analyse chimique
Est-ce que leurs lois (des pères) sont encore utilisées ?
Oui,pas le même équipement mais les principes sont similaires
Les lois fondamentales de la chimie
-Loi de conservation de la masse
-Loi des proportions définies
-Loi des proportions multiples
Qui est l’inventeur de la loi des proportions définies?
Joseph Proust
Qui est l’inventeur de la loi de la conservation de la masse ?
Antoine Lavoisier
Qui est l’inventeur de la loi des proportions multiples?
John Dalton
La loi des proportions définies
Un composé contient toujours les mêmes éléments combinés dans les mêmes proportions massiques.
O 16 =8
H 2
Loi de la conservation de la masse
La massse des réactifs transformés est égale a celle des produits.
Loi des proportions multiples
Les masses d’un élément qui se combine à une même masse dune autre élément forment un rapport de nombre entiers simples.
O 4/3 dans CO
C
O 8/3 dans CO2
C
Donc Oco2 8/8 =8/4=2/1
Oco. 4/3
Comment obtient-on les masses isotopiques et les abondances relatives?
Par la spectrométrie de masse
La technique de la spectrométrie est fondée sur quoi?
L’interaction d’un faisceau d’électrons avec la matière
Il est possible de déterminer la formule moléculaire d’un composé si … puisque …
La résolution de l’appareil est suffisamment élevée puisque les masses atomiques ne sont pas des entiers.
Avec la spectométrie on peut
Déceler les pics durs aux espèces isotopiques
Quelle est le nombre d’Avogadro?
6,022x10ex23
Qu’est-ce qu’une mole?
Quantité de matière contenue dans un ensemble formé de 6,022x10ex23 particules
Un mole est aussi la quantité de matière contenant autant…
D’entités élémentaires qu’il y a d’atomes dans exactement 12g de l’isotope Carbone-12
Qu’est-ce que la masse molaire?
Masse d’une mole d’atome ou de molécules d’un élément ou d’un composé
La masse molaire (M) et la masse volumique (p) sont des données utiles pour passer …
D’un mode d’expression de la concentration à un autre
Une formule chimique en combinaison avec les masses molaires de ses éléments constituants,indique ?
Les masses relatives de chaque éléments dans un composé
Le pourcentage de cet élément par rapport à la masse totale du composé est
La composition en pourcentage massique (ou masse centésimale).
Formule pour la composition en pourcentage
%m/m (X)=masse de l’élément X dans 1 mol de composé/masse de 1 mol de composé fois 100%
Les formules chimiques indiquent les relations inhérentes (quantité en moles) entre les atomes et molécules.Cette proportionnalité donne naissance aux
Rapports stœchiométriques
Peut-on établir une formule chimique à partir de la composition en pourcentage massique ?
Oui,on peut obtenir une formule chimique,mais celle ci est empirique et non moléculaire.Pour obtenir une moléculaire,on a besoin de plus d’information,comme la masse molaire.
Différence entre la formule empirique et la formule moléculaire?
-Empirique:Donne la nature et la proportion relative en nombre entiers simples de chaque élément dans une substance.
-Moléculaire:Multiple de la formule empirique.Donne la nature et le nombre exact des atomes composant la formule.
Valeur du multiple =
Masse molaire du composé/masse de la formule empirique
2e méthode pour obtenir les formules empiriques de composés inconnus
Analyse par combustion
Un échantillon de gaz possède 4 propriétés physiques fondamentales:
Pression,volume,température et quantité en mole.
Les propriétés physiques fondamentales d’un gaz sont
Interreliées
Pression=
Force/Surface
1atm=
760 mm Hg
101,325 kPa
14,7 PSI
Pgaz Manomètre ouvert si Patm plus grand
Pgaz=Patm-hauteur
Pgaz Manomètre ouvert si Patm plus petit
Pgaz=Patm+hauteur
Pgaz Manomètre fermé
Pgaz=Ph
Loi générale des gaz
P1V1/nT=P2V2/n2T2
TPN
273K (0C)
101,3hPa
TAPN
25C ou 298,15K
101,3kPa
Les lois pour un gaz parfait et leur créateurs
Pression-Quantité
Pression-Température
Volume-Température,Charles
Volume-Quantité,Avogadro
Volume-Pression,Boyle-Mariotte
Loi générale
Les mélanges gazeux,Dalton
Loi des gaz parfaits
Loi des gaz parfaits
PV=nRT
Quelles lois sont directement proportionnelles et quelle ne le sont pas?
Tous sauf Volume-Pression
Valeur de R
8,31kPa L/mol K
Volume molaire à TPN
22,4L
Les distances entre les molécules de gaz sont
Très grande à comparer à leur dimension (espace vide)
L’énergie cinétique qui anime les molécules est
Proportionnelle à leur température absolue.K=3/2 RT
Les collisions des molécules entre elles et contre les parois du récipient s’effectuent
Sans perte d’énergie
Qu’est-ce que un gaz parfait?Très important
Un gaz hypothétique ayant des molécules qui n’exercent aucune force (attraction ou répulsion) les unes sur les autres et dont le volume est négligeable par rapport à celui du contenant.
Bonhommes de l’Antiquité
-Philosophes:
Aristote
Démocrite
Aristote
384-322 av JC
-La matière est continue et divisible l’infini
-Associe 4 qualités aux éléments ce qui donne plus de possibilités de combinaison
Démocrite et Leucippe
460-370 av JC
-La matière n’Est pas divisible à l’infini.
-Nommé la plus petite particule l’atome.
-La matière est discontinue
Bonhommes importants du Moyen-Âge
-Pseudo-scientifique au vernis métaphysique (alchimiste):
Hennit Brandt
Le but des alchimistes du Moyen-Age
Transformer les métaux en or.Ils ont découvert plusieurs l’éléments chimiques et mis au point la préparation de plusieurs acides minéraux.
Hennit Brandt
1630-1692
-En 1969,en cherchant la pierre philosophale,il calcine des sels issus de l’évaporation d’urine en presence de charbon et obtient un matériau blanc qui luit dans le noir,et brule en produisant une lumière éclatante:le phosphore.
Bonhommes importants de la Renaissance.17e et 18e siècle
-Chimistes et les lois fondamentales:
Robert Boyle
Antoine Lavoisier
Joseph Proust
John Dalton
Amedeo Avogadro
Robert Boyle
-Allumette
-Élabore le concept d’élément chimique,excluant les métaux.
-Pression d’un gaz est inversement proportionnelle à son volume.
-Première publication expériences quantitatives The Skeptical Chymist en 1661
Antoine Lavoisier
-La combustion implique l’oxygène et non du phlogistique.Ce qui détruit l’idée des 4 éléments.
-La vie doit être une forme de combustion
-Language universel pour nommer les éléments.
-Loi de la conservation de la masse en 1789
Joseph Proust
1754-1826
-Loi des proportions définies en 1797
John Dalton
-Loi des proportions multiples en 1804. Comme il existe une infinité de rapports, il est impossible de prédire des formules absolues. Il émet l’hypothèse qu’il y a autant d’atomes différents qu’il y a d’éléments.
-Théorie atomique proche du modèle moderne 1804
-Déterminé des poids atomiques
Amedeo Avogadro
1776-1856
-Loi des gazs
-Hypothèse: À température et pression constantes, des volumes égaux de différents gaz contiennent le même nombre de particules en 1811.Ce nombre sera déterminé en 1913.Le nombre de particules dans une mole.
Bonhommes importants du 19e siècle
Dimitri MendeleÏev
Joseph John Thomson
Robert Millikan
Antoine Henri Becquerel
Marie Curie
Ernest Rutherford
Dimitri MendeleÏev
-Classification périodique des éléments en 1869 (Tableau de MendeleÏev.Les éléments peuvent être arrangés selon un modèle qui permet de prévoir les propriétés des éléments non découvert
Joseph John Thomson *?
-Découvert L’électron
Robert Millikan
1868-1953
-Détermine la charge de l’électron,d’où sa masses en 1909
Antoine Henri Becquerel
-Découvre la radioactivité naturelle en 1896.
-3 types:Particules alpha 4/2He2+,bêta 0/-1e et rayons gamma 0/0y
Marie Curie
1867-1934
-Découvre le polonium,grâce à sa radioactivité naturelle
-Deux prix Nobel,chimie et physique.
-Isole le radium
Ernest Rutherford (Très important)
-Atome de Rutherford,les élections gravitent autour du noyau
Bonhommes importants du 20e siècle et +
Max Plank
Albert Einstein
Niels Bohr
Erwin Schrodinger
James Chadwick
Louis de Broglie
Werner Heisenberg
Au 19e siècle que ce passe-t-il
la caractérisation de l’atome donc évolution du modèle atomique classique)
Que ce passe il au 20e+siècle
la mécanique quantique donc évolution du modèle atomique moderne
Max Plank
-L’un des fondateurs de la mécanique quantique
-Relation entre l’énergie et la fréquence du rayonnement en étudiant les corps noirs en 1900
-Prix Nobel de physique en 1918 pour ses travaux en théorie des quanta.
Albert Einstein
-Découvre que les photons sont des particules dans la lumière
-Théorie de la relativité restreinte en 1905
-Théorie de la gravitation dite relativité générale en 1915
-Contribue beaucoup au développement de la mécanique quantique et cosmologie
-Prix Nobel de physique 1921 pour explication de E=mc2:équivalence entre la matière et l’énergie d’un système
Niels Bohr
-Édification de la mécanique quantique,les électrons se déplacent d’un niveau énergétique à l’autre par sauts quantiques
-Début de carrière 1913,modèle de l’atome (orbites quantifiées),les preuves expérimentales sont fournies la même année par Henry Moseley grâce à la spectroscopie de rayons X
-Prix Nobel de physique en 1922
-Dirige l’institut de physique théorique de Conpenhague durant 1920 à 1930
-Conçu le principe de dualité onde-particule
Erwin Schrodinger
-Équation d’évolution de la fonction d’onde associée à l’état d’une particule.Elle tient compte de la quantification et de l’énergie non relativiste.Elle a ensuite été appelé équation de Schrodinger.
-Pour ça,prix Nobel de physique en 1933
-Expérience de pensée,nommée Chat de Schrodinger à la suite d’une correspondance avec Albert en 1935
James Chadwick
-Contribution époque précédente
-Découverte d’une particule élémentaire,le neutron en 1932
-Pour ça,prix Nobel en 1935
-Cette découverte à mené à la fission nucléaire et la bombe atomique.
-Chef des scientifiques britanniques qui ont travaillé sur le Projet Manhattan durant la 2e Guerre Mondial
Louis de Broglie
-À 37 ans,prix Nobel de physique en 1929 pour la découverte de la nature ondulatoire des électrons
Werner Heinsenberg
-Fondateurs de la mécanique quantitique
-Principe d’incertitude en 1927 surtout
-Prix Nobel de physique en 1932 pour cette création.
-Recherches nucléaires durant la 2e guerre mondiale.
-Directeur du Kaiser Wilhelm Institute for Physics après la guerre qui fut renommé le Max Plank Institute for Physics and Astrophysics
Quand est-ce que les molecules exercent une faible attraction les unes sur les autres?
Lorsque qu’elles sont très espacées.Cependant,celles d’un gaz à haute pression sont relativement rapprochées,et si la température est basse elles se déplacent plus lentement.
Il faut tenir compte de 2 facteurs pour les gaz réels
-Les forces intermoléculaires d’attraction et le volume des molécules.
-Les paramètres, a et b, qui dépendent de la nature du gaz et que l’on doit déterminer de façon expérimentale.
Les gaz à effet de serre principaux sont
-Le méthane (le pire) mais beaucoup moins abondant que les 2 autres dans l’atmosphère
-Le dioxyde de carbone (le plus influent sur les changements climatiques
-La vapeur d’eau(négligeable)
Qu’est-ce que un gaz à effet de serre?
Ils laissent la lumière solaire traverser l’atmosphère et réchauffer la surface terrestre, tout en empêchant une partie de la chaleur dégagée par la surface de s’échapper.
Quel des gaz à effet de serre ont augmenté les préoccupations des scientifiques dans les dernières années
Le dioxyde de carbone,due en grande partie à la combustion des combustibles fossiles
La combustion des fossiles (gaz naturel,pétrole et charbon) fournit
90% de l’énergie dans nos sociétés
Il semblerait avoir une relation entre l’augmentation réchauffement climatique et de
L’augmentation du dioxyde de carbone atmosphérique
Les coefficients dans une réaction chimique déterminent quoi?
les quantités relatives en moles de chacune des substances qui prennent part à la réaction.
Qu’est-ce que la stoechiométrie ?
La relation numérique entre les quantités chimiques dans une équation équilibrée
La stochiométrie permet de
-Prédire les quantités produits qui se formeront dans une réaction chimique
-Se base sur les quantités de réactifs
-Permet de déterminer la quantité de réactifs nécessaire pour former une quantité donnée de produit.
Qu’est-ce que un réactif limitant ?
le réactif complètement consommé dans une réaction chimique et qui limite la quantité de produits.Il n’est pas celui avec la plus petite masse
Réactif en excès
Tout réactif présent en quantité supérieure à ce qui est requis pour réagir complètement avec le réactif limitant.
Rendement théorique
La quantité de produits formée dans une réaction chimique sur la quantité de réactif limitant.
Rendement réel
La quantité de produits réellement formé lors d’une réaction chimique.
Comment est calculé le pourcentage de rendement
Rendement réel/rendement théorique fois 100%
Les atomes d’un élément donné ont souvent des masses différentes en raison de
Des isotopes
La masse moyenne (atomique) des isotopes est pondéré selon
L’abondance naturelle de chaque isotope avec la formule suivante : E fois masse de l’iso
Fraction iso 1 fois m iso 1
+fraction iso 2 fois m iso2
Le concept de masse atomique est utile parce que
Permet d’assigner une masse caractéristique et de quantifier le nombre d’atome
Unité de masse atomique (u)
1.6605402 x 10ex-27 kg
Dans les réactions mettant en jeu des réactifs et des produits gazeux, nous exprimons souvent la quantité d’un gaz par
Son volume à une T et P données
Les étapes stœchiométrie
- Identifier les espèces présentes en solution.
- Déterminer la réaction qui a lieu.
- Écrire l’équation ionique nette équilibrée de la réaction. 4. Calculer le nombre de moles des réactifs.
- Identifier le réactif limitant.
- Calculer le nombre de moles du ou des produit(s).
- Convertir la réponse dans l’unité requise.
L’analyse gravimétrique implique la mesure
De masse par suite d’une réaction de précipitation
Équation moléculaire
Équation chimique qui montre les formules neutres complètes de chaque composé dans une réaction.
Ne décrit pas très bien ce qui se passe réellement, à savoir quelles liaisons sont
brisées et quelles liaisons sont formées.
Équation Ionique complète
Équation chimique qui montre toutes les espèces telles qu’elles sont présentes en solution, c’est-à-dire sous formes d’ions.
Seulement les électrolytes forts en solution aqueuse sont dissociés en ions. Certains ions ne participent pas dans la réaction, ce sont des spectateurs.
Équation ionique nette
Équation chimique qui montre seulement les espèces (ions) qui changent réellement au cours de la réaction.
Que les ions et autres substances qui participent dans la réaction.
Exemples :
La spéctrométrie de masse est
Une technique d’analyse permettant de détecter et d’identifier des molécules d’intérêt par mesure de leur masse et de caractériser leur structure chimique
Le principe de la spectrométrie réside dans
La séparation en phase gazeuse de molécules chargées (ions) en fonction de leur rapport masse/charge.
-Utilisé dans tous les domaines scientifiques,le temps de détection est très rapide
Types de réaction chimiques
-Précipitation
-Acide-Base (Neutralisation)
-Dégagement gazeux
-Oxydoréduction/combustion
Réaction de précipitation
Soluble(aq)+Soluble(aq)=Soluble(aq)+Insoluble (solide)
Neutralisation,acide-base
Forme de l’eau et un sel
Dégagement gazeux
Effervescence (bulles)
Forme souvent un produit intérmédiaire
Tableau types de composés qui subissent des réactions de dégagement gazeux
Type de réactif,Produit intermédiaire,Gaz dégagé
Sulfures, Aucun, H2S
Carbonates et bicarbonates, H2CO3, CO2
Sulfites et bisulfites, H2SO3, SO2
Ammonium,NH4OH,NH3
Oxydoréduction
-La somme de 2 demi réactions
-Des électrons sont transférés d’un réactif à l’autre.
-N’implique pas toujours de l’oxygène
-Tendance à perdre des électrons:Oxydation
À en gagner:Réduction
-Cas particulier:Combustion
Combustion
-Exothermique,forme un ou plusieurs composés contenant de l’oxygène
-Le plus fréquemment:Combustible+O2=CO2+H2O+Q
