1 26 TP Temperatures Changement D Etat Miscibilite

1 26 TP Temperatures Changement D Etat Miscibilite

Fiche professeur THEME du programme : Comprendre Sousthème : Cohésion et transformations de la matière Propriétés physiques des alcanes et des alcools Type d’activité : Activités documentaires avec possibilité d’illustrati on expérimentale. Conditions de mise activités autour des der Waals or 11 te ra ement des va Activité 1 : Température de changement d’état et familles de com poses 1 . 1. « Molécules apolaires » (30 min) 1-2. « Température d’ébullition et groupe fonctionnels » (20 min) Activités documentaires venant en réinvestissement des interacti ons de Van der Waals.

Activité 2 : Miscibilité 2. 1. « Mélange eaualcool » (activité expérimentale ; 30 min) 2. 2. « Propriétés physiques et structure : qui se ressemble s’assemble » (activité documentaire ; 15 min) Activités illustrant comment la liaison hydrogène permet d’expliquer les particularités des COMPÉTENCES ATTENDUES Interpréter : l’évolution des températures de changement d’état au sein d’une famille de composés les différences de température de changement d’état entre les alcanes et les alcools ; la plus ou moins grande miscibilité des alcools avec l’eau.

Réaliser une distillation fractionnée. Compétences transversales • rechercher, extraire, organiser des informations utiles • formuler des hypothèses • raisonner, argumenter, démontrer Mots clés de recherche : alcools, alcanes, température

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de change ment d’état, miscibilité Provenance : Académie d’OrléansTours Adresse du site académique : http://physique. acorleanstours. r/php5/site/ 2 ACTIVITÉ 1 : TEMPERATURE DE CHANGEMENT D’ETAT E FAMILLES DE COMPOSES PAG » 1 vocabulaire adapté et une langue correcte) auto : Etre Autonome, Faire preuve d’initiative, SavoirEtre Travailler efficacement seul ou en équipe (en étant utonome, en respectant les règles de vie de classe et de sécurité) Soigner sa production x PAGF30F11 d’un atome, ou d’un groupe d’atomes, moléculaire ? attirer des électrons de liaison.

Li Na Mg Si PAGFd0F11 d’une entité formule brute C . À votre avis, quel est son état 10 22 physique à température ambiante ? Pourquoi ? La paraffine de bougie est constituée de molécules d’alcanes à chaîne linéaire. Que pouvezvous dire sur la longueur de la chaîne carbonée de la paraffine de bougie ? Argumenter. Quelques éléments de réponse La température d’ébullition augmente de manière uasilinéaire avec la masse molaire des alcanes linéaires car l’intensité des forces d’interaction de Van der Waals augmentent avec la longueur de la chaine carbonée :plus les molécules sont grosses et contiennent d’électrons, plus elles sont polarisables, plus les interactions de Van der Waals sont fortes entre elles, plus il faut apporter d’énergie pour les faire passer à l’état gazeux.

Le décane est liquide à température ambiante car il contient 10 atomes de carbone (T La paraffine contient plus de IO atomes de carbone (C 25 52 s 1 les corps simples diatomiques (N O u les molécules polyatomiques symétriques (CO parle alors de forces London). Dans ce cas, ce sont les fluctuations de la densité électrique qui engendrent des dipôles instantanés induisant des dipôles dans les molécules voisi nes. ACTIVITÉ 1. 2 : Températures d’ébullition et groupe fonctionnel Alcane RH 6 1 systématiquement plus élevée que celle des alcanes car les alcools contiennent de l’oxygène.

Ils sont donc impliqués dans des baisons hydrogène qui sont plus fortes que les interactions « dipôledipôle » existant entre les alcanes (cf. activité 1). ACTIVITÉ 2 : MISCIBILITE Compétences travaillées App : Sapproprier l’information Se mobiliser en cohérence avec les consignes données (agir selon les consignes données ; extraire des informations utiles). Rea : Réaliser (Faire) Suivre un protocole. Réaliser une mesure. na : Analyser Elaborer et/ou choisir et utiliser un modèle adapté (mettre en lien les phénomènes observés, les concepts utilisés et le langage mathématique qui pe ut les décrire) val : Valider, Critiquer Confronter un modèle à des résultats expérimentaux • vérifier la cohérence des résultats obtenus avec ceux attendus com : Communiquer Rendre compte de façon écrite (de manière synthétique et struc turée, en utilisant un Travailler efficacement seul ou en équipe 2. PAGF70F11 température du mélange à celle des liquides de départ : comment varietelle ? . Mesurer et noter le plus précisément possible le volume du mé lange. 4. Quelle observation particulière peuton faire à propos de ce vol ume ? 5. Interpréter ces deux observations à l’aide des interactions de Van der Waals et d’un schéma des molécules d’eau et d’éthanol. Eléments de réponses : Observation ne 1 : la température augmente. Observation nC2 . e volume total est inférieur à 40 mL. Explications : réarrangement des liaisons hydrogènes entraînant un liquide plus dense et une libération d’énergie.

Source : http://wvm. wikidebrouillard. org/’ndex. php/Un_mélange_qui _chauffe Et pour voir une autre illustration http://homescarlet_be/at_home/miscible. htm ACTIVITÉ 2. 2 Propriétés physiques et structure : « Qui se ressem ble s’assemble » Les molécules organiques contenant des atomes d’hydrogène portés par des atomes d’oxygène, d’azote ou de fluor vont avoir tendance à se lier entre elles et aux molécules d’eau grâce aux liaisons hydrogènes : elles ont hydrophiles Les molécules organique PAGF E 1 Eléments de réponse .

L’éthanol, le propan201 et l’ammoniac sont miscibles à l’eau car ils contiennent des atomes d’H liés à des O ou des N et donc susceptibles d’être impliqués dans des liaisons hydrogène avec H O. Le butanl 01 peut créer des liaisions hydrogène avec l’eau grâce à sa fonction OH, mais sa chaîne carbonée est trop longue et donc trop hydrophobe. Il n’est donc que très faiblement miscible avec l’eau. Le propan201 n’a pas ce problème car s’est un alcool secondaire : il est ramifié et donc plus miscible à l’eau. Le cyclohexane et le pentane sont apolaires et hydrophobes.

L’éther et le trichlorométhane ne contiennent pas dH liés ? un azote ou un oxygène et ne 7 peuvent donc pas créer de liaison hydrogène avec l’eau. 3. DISTILLATION FRACTIONNEE DU PETROLE Compétences travaillées : App : S’approprier l’information données ; extraire des informations utiles d’une observation, d’un texte ou d’une représentation conventionnelle (schéma, tableau, graphique,… )). Ana : Analyser Extraire des informations des données et les exploiter. Com : Communiquer Rendre compte de facon anière synthétique et 11