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Préparation aux épreuves du Bac
1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Modélisation des transformations acide-base
Ch. 2
Analyse physique d'un système chimique
Ch. 3
Méthode de suivi d'un titrage
Ch. 4
Évolution temporelle d'une transformation chimique
Ch. 5
Évolution temporelle d'une transformation nucléaire
BAC
Thème 1
Ch. 6
Évolution spontanée d'un système chimique
Ch. 7
Équilibres acide-base
Ch. 8
Transformations chimiques forcées
Ch. 9
Structure et optimisation en chimie organique
Ch. 10
Stratégies de synthèse
BAC
Thème 1 bis
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Description d'un mouvement
Ch. 12
Mouvement dans un champ uniforme
Ch. 13
Mouvement dans un champ de gravitation
Ch. 14
Modélisation de l'écoulement d'un fluide
BAC
Thème 2
3. Conversions et transferts d'énergie
Ch. 15
Étude d’un système thermodynamique
Ch. 16
Bilans d'énergie thermique
BAC
Thème 3
4. Ondes et signaux
Ch. 17
Propagation des ondes
Ch. 18
Interférences et diffraction
Ch. 19
Lunette astronomique
Ch. 20
Effet photoélectrique et enjeux énergétiques
Ch. 21
Évolutions temporelles dans un circuit capacitif
BAC
Thème 4
Annexes
Ch. 22
Méthode
Fiche méthode 15
Fiches Pratiques
Mesures physiques en chimie
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A Conductimétrie
Les mesures de conductimétrie concernent des espèces ioniques. La concentration des espèces en solution est liée à la conductivité par la loi de Kohlrausch :
Dans le cas où la solution est réalisée par dissolution d'un seul solide ionique, la conductivité est proportionnelle à la concentration apportée c en soluté :
Les mesures de conductivité s'effectuent à l'aide d'un conductimètre qui nécessite d'être étalonné.
\sigma = \displaystyle\sum_{i=1}^n \lambda \cdot [\text{X}_\text{i}]
Dans le cas où la solution est réalisée par dissolution d'un seul solide ionique, la conductivité est proportionnelle à la concentration apportée c en soluté :
\sigma = k \cdot c
Les mesures de conductivité s'effectuent à l'aide d'un conductimètre qui nécessite d'être étalonné.
Consignes générales
L'ensemble des mesures doivent être réalisées avec la même sonde :
1. Rincer puis sécher la sonde.
2. Étalonner la sonde à l'aide d'une solution étalon (voir la notice du conductimètre).
3. Rincer puis sécher la sonde.
4. Placer la sonde dans la solution dont on veut mesurer la conductivité.
5. Lire la mesure sur le conductimètre quand celle-ci est stabilisée.
L'ensemble des mesures doivent être réalisées avec la même sonde :
1. Rincer puis sécher la sonde.
2. Étalonner la sonde à l'aide d'une solution étalon (voir la notice du conductimètre).
3. Rincer puis sécher la sonde.
4. Placer la sonde dans la solution dont on veut mesurer la conductivité.
5. Lire la mesure sur le conductimètre quand celle-ci est stabilisée.
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B Absorbance UV-visible
Les mesures d'absorbance UV-visible concernent des espèces colorées ou absorbant dans les ultraviolets. La concentration des espèces en solution est liée à l'absorbance par la loi de Beer‑Lambert :
Dans le cas où une seule espèce \text{X(aq)}, de concentration c, absorbe la lumière à la longueur d'onde étudiée, la formule de Beer-Lambert se simplifie sous la forme :
Les mesures d'absorbance nécessitent au préalable de réaliser un blanc pour s'affranchir de l'absorbance du solvant.
A_\lambda = \displaystyle\sum_{i=1}^n \epsilon_{\lambda,\text{i}} \cdot l \cdot [\text{X}_\text{i}]
Dans le cas où une seule espèce \text{X(aq)}, de concentration c, absorbe la lumière à la longueur d'onde étudiée, la formule de Beer-Lambert se simplifie sous la forme :
A_\lambda = l \cdot \epsilon_\lambda \cdot c = k \cdot c
Les mesures d'absorbance nécessitent au préalable de réaliser un blanc pour s'affranchir de l'absorbance du solvant.
Consignes générales
Il faut utiliser la même cuve pour le blanc et la mesure :
1. Choisir la longueur d'onde d'étude du spectrophotomètre.
2. Rincer la cuve avec le solvant.
3. Remplir la cuve avec le solvant et réaliser le blanc (voir la notice du spectrophotomètre).
4. Vider la cuve et la remplir avec la solution à étudier.
5. Réaliser la mesure d'absorbance.
6. Jeter la solution dans un bécher poubelle.
Il faut utiliser la même cuve pour le blanc et la mesure :
1. Choisir la longueur d'onde d'étude du spectrophotomètre.
2. Rincer la cuve avec le solvant.
3. Remplir la cuve avec le solvant et réaliser le blanc (voir la notice du spectrophotomètre).
4. Vider la cuve et la remplir avec la solution à étudier.
5. Réaliser la mesure d'absorbance.
6. Jeter la solution dans un bécher poubelle.
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C \text{pH}-métrie
En solution aqueuse, le \text{pH} est une grandeur spécifique liée à la concentration en ion oxonium \text{H}_3\text{O}^+(\text{aq}).
Le \text{pH} et la concentration en ion oxonium sont liés par la relation de Sørensen :
Le \text{pH} est mesuré à l'aide d'un \text{pH}-mètre équipé d'une électrode de verre, il doit être étalonné au préalable.
Il faut bien rincer l'électrode entre chaque mesure et ne pas l'essuyer pour éviter de l'endommager.
Le \text{pH} et la concentration en ion oxonium sont liés par la relation de Sørensen :
\text{pH} = - \log \bigg( \dfrac{[\text{H}_3\text{O}^+]}{c°} \bigg)
Le \text{pH} est mesuré à l'aide d'un \text{pH}-mètre équipé d'une électrode de verre, il doit être étalonné au préalable.
Il faut bien rincer l'électrode entre chaque mesure et ne pas l'essuyer pour éviter de l'endommager.
Consignes générales
L'ensemble des mesures doivent être réalisées avec la même sonde :
1. Étalonner le \text{pH}-mètre avec des solutions tampons (\text{pH} = 4 et \text{pH} = 7 pour des mesures en milieu acide, \text{pH} = 10 et \text{pH} = 7 en milieu basique).
2. Rincer à nouveau l'électrode puis l'immerger dans la solution dont on veut la mesure.
3. Attendre que la mesure soit stable et relever la valeur
4. Bien rincer l'électrode entre chaque mesure.
L'ensemble des mesures doivent être réalisées avec la même sonde :
1. Étalonner le \text{pH}-mètre avec des solutions tampons (\text{pH} = 4 et \text{pH} = 7 pour des mesures en milieu acide, \text{pH} = 10 et \text{pH} = 7 en milieu basique).
2. Rincer à nouveau l'électrode puis l'immerger dans la solution dont on veut la mesure.
3. Attendre que la mesure soit stable et relever la valeur
4. Bien rincer l'électrode entre chaque mesure.
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D Mesure de densité/masse volumique
La masse volumique \rho d'un corps correspond à la masse m de ce corps par unité de volume V :
La masse volumique étant caractéristique d'une substance, elle peut permettre de l'identifier (ou à défaut de détecter la présence d'impuretés).
La densité d d'un liquide ou d'un solide est le rapport entre la masse volumique de ce corps et celle d'un corps de référence, en général l'eau pour les liquides et les solides :
\rho = \dfrac{m}{V}
La masse volumique étant caractéristique d'une substance, elle peut permettre de l'identifier (ou à défaut de détecter la présence d'impuretés).
La densité d d'un liquide ou d'un solide est le rapport entre la masse volumique de ce corps et celle d'un corps de référence, en général l'eau pour les liquides et les solides :
d = \dfrac{\rho}{\rho_\text{eau}}
Consignes générales
Pour un liquide :
1. Placer une éprouvette sur une balance et réaliser la tare.
2. Mesurer un certain volume du corps à l'aide de l'éprouvette.
3. Replacer l'éprouvette sur la balance et noter la masse.
Pour un solide plus dense que l'eau, condensé et qui n'est pas susceptible de réagir avec l'eau :
1. Utiliser une éprouvette assez grande pour accueillir le solide.
2. Remplir l'éprouvette d'eau à mi-hauteur, noter le volume d'eau.
3. Placer l'éprouvette avec l'eau sur une balance et réaliser la tare.
4. Placer le solide dans l'éprouvette, lire la masse sur la balance et mesurer le volume par différence avec le volume d'eau initial.
Pour un liquide :
1. Placer une éprouvette sur une balance et réaliser la tare.
2. Mesurer un certain volume du corps à l'aide de l'éprouvette.
3. Replacer l'éprouvette sur la balance et noter la masse.
Pour un solide plus dense que l'eau, condensé et qui n'est pas susceptible de réagir avec l'eau :
1. Utiliser une éprouvette assez grande pour accueillir le solide.
2. Remplir l'éprouvette d'eau à mi-hauteur, noter le volume d'eau.
3. Placer l'éprouvette avec l'eau sur une balance et réaliser la tare.
4. Placer le solide dans l'éprouvette, lire la masse sur la balance et mesurer le volume par différence avec le volume d'eau initial.
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E Mesure de température de fusion
La température de fusion T_\text{fus} d'un corps est la température à laquelle celui-ci passe de l'état solide à l'état liquide.
La température de fusion est caractéristique d'une espèce et peut permettre de l'identifier (ou à défaut de détecter la présence d'impuretés).
La température de fusion d'un solide est mesurée à l'aide d'un banc Kofler.
La température de fusion est caractéristique d'une espèce et peut permettre de l'identifier (ou à défaut de détecter la présence d'impuretés).
La température de fusion d'un solide est mesurée à l'aide d'un banc Kofler.
Consignes générales
1. Étalonner le banc à l'aide d'étalons de température de fusion connue.
2. Placer l'échantillon sur la partie la plus froide du banc.
3. Faire progresser l'échantillon en direction de la partie chaude à l'aide d'une spatule jusqu'à fusion.
4. S'il existe une incertitude sur la mesure, recommencer en faisant progresser l'échantillon en diagonale.
1. Étalonner le banc à l'aide d'étalons de température de fusion connue.
2. Placer l'échantillon sur la partie la plus froide du banc.
3. Faire progresser l'échantillon en direction de la partie chaude à l'aide d'une spatule jusqu'à fusion.
4. S'il existe une incertitude sur la mesure, recommencer en faisant progresser l'échantillon en diagonale.
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F Spectroscopie infrarouge (IR)
Le spectre infrarouge d'un composé représente la transmittance T d'un rayonnement infrarouge en fonction du nombre d'onde du rayonnement \bar{\nu}.
La lecture du spectre infrarouge permet d'identifier la présence de certaines liaisons au sein des molécules. On repère ces liaisons par la présence de bandes d'absorption caractéristiques.
Au lycée, la réalisation d'un spectre infrarouge n'est pas exigible.
La lecture du spectre infrarouge permet d'identifier la présence de certaines liaisons au sein des molécules. On repère ces liaisons par la présence de bandes d'absorption caractéristiques.
Au lycée, la réalisation d'un spectre infrarouge n'est pas exigible.
Consignes générales
1. Noter les bandes d'absorption présentes au-delà de 1 \ 400 cm-1.
2. Identifier les bandes repérées dans le tableau des bandes caractéristiques. ➜ Fiche méthode
1. Noter les bandes d'absorption présentes au-delà de 1 \ 400 cm-1.
2. Identifier les bandes repérées dans le tableau des bandes caractéristiques. ➜ Fiche méthode
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Le zoom est accessible dans la version Premium.
Spectrophotomètre.
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Retrouvez une explication de la spectrophotométrie en vidéo :
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YolèneÉmilieJean-PaulFatimaSarah