1. Retour à l'accueil
  2. connexion
  3. Physique Chimie seconde (2019)
  4. Mesure et incertitudes
  5. Constitution et transformations de la matière
    1. 1. Constitution de la matière de l’échelle macroscopique à l’échelle microscopique
      1. 2. Modélisation des transformations de la matière et transfert d’énergie
      2. Mouvement et interactions
        1. 1. Décrire un mouvement
          1. 2. Modéliser une action sur un système
            1. 3. Principe d’inertie
            2. Ondes et signaux
              1. 1. Émission et perception d’un son
                1. 2. Vision et image
                  1. 3. Signaux et capteurs
Modélisation des transformations de la matière et transfert d’énergie
Présentation :
L’objectif de cette partie est d’identifier et de distinguer les trois types de transformation de la matière, de les modéliser par des réactions et d’écrire les équations ajustées en utilisant les lois de conservation appropriées. Une première approche des énergies mises en jeu lors de ces trois types de transformations permet de montrer que l’énergie transférée lors d’une transformation dépend des quantités de matière des espèces mises en jeu. L’étude des transformations chimiques, entamée au collège, est complétée par les notions de stœchiométrie, d’espèce spectatrice et de réactif limitant. L’analyse de l’évolution d’un système pour modéliser sa transformation chimique par une réaction illustre une démarche de modélisation au niveau macroscopique. Elle nécessite de mettre en place une démarche expérimentale rigoureuse pour passer : - d’une description des modifications visibles ; - aux espèces chimiques, présentes dans l’état initial et qui ont réagi ; - à celles, présentes dans l’état final et qui ont été formées ; - et enfin, à l’écriture d’une réaction rendant compte au mieux des changements observés au niveau macroscopique. Pour que les transformations soient plus concrètes, des exemples provenant de la vie quotidienne sont proposés : combustions, corrosions, détartrage, synthèses d’arôme ou de parfum, etc.

Notions étudiées au collège :Transformations physiques : changement d’état, conservation de la masse, variation du volume, température de changement d’état. Transformations chimiques : conservation de la masse, redistribution d’atomes, notion d’équation chimique, réactions entre espèces acides et basiques en solution, réactions d'une espèce acide sur un métal, mesure de pH.
Notions et contenusCapacités exigibles Activités expérimentales support de la formation
A) Transformation physique
Savoirs :Écriture symbolique d’un changement d’état. Modélisation microscopique d’un changement d’état. Transformations physiques endothermiques et exothermiques. Énergie de changement d’état et applications.Savoir-faireCiter des exemples de changements d’état physique de la vie courante et dans l’environnement. Établir l’écriture d’une équation pour un changement d’état. Distinguer fusion et dissolution. Identifier le sens du transfert thermique lors d’un changement d’état et le relier au terme exothermique ou endothermique. Exploiter la relation entre l’énergie transférée lors d’un changement d’état et l’énergie massique de changement d’état de l’espèce. Relier l’énergie échangée à la masse de l’espèce qui change d’état.
B) Transformation chimique
Savoirs :Modélisation macroscopique d’une transformation par une réaction chimique. Écriture symbolique d’une réaction chimique. Notion d’espèce spectatrice. Stœchiométrie, réactif limitant. Transformations chimiques endothermiques et exothermiques.Savoir-faireModéliser, à partir de données expérimentales, une transformation par une réaction, établir l’équation de réaction associée et l’ajuster. Identifier le réactif limitant à partir des quantités de matière des réactifs et de l'équation de réaction. Déterminer le réactif limitant lors d’une transformation chimique totale, à partir de l’identification des espèces chimiques présentes dans l’état final. Modéliser, par l’écriture d’une équation de réaction, la combustion du carbone et du méthane, la corrosion d’un métal par un acide, l’action d’un acide sur le calcaire, l’action de l’acide chlorhydrique sur l’hydroxyde de sodium en solution. Suivre l’évolution d’une température pour déterminer le caractère endothermique ou exothermique d’une transformation chimique et étudier l’influence de la masse du réactif limitant. Capacité mathématique : utiliser la proportionnalité.
Savoirs :Synthèse d’une espèce chimique présente dans la nature.Savoir-faireÉtablir, à partir de données expérimentales, qu’une espèce chimique synthétisée au laboratoire peut être identique à une espèce chimique synthétisée dans la nature. Réaliser le schéma légendé d’un montage à reflux et d’une chromatographie sur couche mince. Mettre en œuvre un montage à reflux pour synthétiser une espèce chimique présente dans la nature. Mettre en œuvre une chromatographie sur couche mince pour comparer une espèce synthétisée et une espèce extraite de la nature.
C) Transformation nucléaire
Savoirs :Isotopes. Écriture symbolique d’une réaction nucléaire. Aspects énergétiques des transformations nucléaires : Soleil, centrales nucléaires.Savoir-faireIdentifier des isotopes. Relier l’énergie convertie dans le Soleil et dans une centrale nucléaire à des réactions nucléaires. Identifier la nature physique, chimique ou nucléaire d’une transformation à partir de sa description ou d’une écriture symbolique modélisant la transformation.