✔ Étudier expérimentalement les propriétés des changements d'état.
✔ Exploiter des mesures pour différencier des espèces chimiques, des corps purs ou des mélanges.
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Introduction
À température ambiante, le glycérol est un liquide transparent, incolore, visqueux et inodore utilisé dans de nombreuses préparations pharmaceutiques, comme par exemple le gel hydroalcoolique.
Problématique
Les températures des changements d'état dépendent-elles des corps purs que l'on étudie ?
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Doc. 1
Schéma du montage
Le montage ci-contre permet de suivre l'évolution de la température d'un liquide au cours du temps lorsqu'on le place dans un mélange réfrigérant.
Le mélange réfrigérant est réalisé en mélangeant du gros sel, des morceaux de glace et de l'eau liquide.
Lors de l'expérience, le liquide placé dans le tube à essai perd de l'énergie qui est récupérée par le mélange de glace et d'eau salée. Cette perte d'énergie se traduit par un refroidissement et un changement d'état.
Dans le protocole suivant, on pourra s'intéresser soit au glycérol, soit à l'eau. Dans les deux cas, il s'agit de corps purs, c'est-à-dire de corps constitués d'une seule espèce chimique.
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Travaux pratiques
Matériel nécessaire :
Protocole : 1. Introduire environ 3 mL de liquide à étudier (glycérol ou eau) dans un tube à essai.
2. Introduire la sonde du thermomètre dans le tube à essai en veillant à ce que celle-ci ne touche pas les bords.
3. Dans le cristallisoir, préparer le mélange réfrigérant avec de la glace pilée, de l'eau liquide et du gros sel.
4. Déclencher le chronomètre au moment où le tube à essai est placé dans le mélange réfrigérant.
5. Relever la température \theta en degré Celsius (°C) du liquide étudié toutes les deux minutes pendant 20 minutes. Ajouter chaque mesure dans le tableau.
Afficher la correction
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Questions
1. Choisir les bonnes mentions.
L'eau et le glycérol sont liquides à température ambiante (environ 20 °C). On peut affirmer que leur température de fusion est à 20 °C. Si leur température diminue suffisamment, ils subiront alors une
2. Mesurer la température de l'eau dans le mélange réfrigérant constitué d'eau liquide, de glace et de sel.
3. Choisir l'eau ou le glycérol, puis mettre en œuvre le protocole et relever les valeurs de températures \theta au cours du temps t pour les reporter dans le tableau correspondant.
Glycérol
Temps t (min)
0
Température \theta (°C)
État physique de l'espèce étudiée
S (solide), L (liquide), G (gaz)
Eau
Temps t (min)
0
Température \theta (°C)
État physique de l'espèce étudiée
S (solide), L (liquide), G (gaz)
4. Tracer la courbe donnant l'évolution de la température \theta du corps placé dans le tube à essai en fonction du temps t en précisant les grandeurs à porter en abscisse et en ordonnée. On pourra s'aider de la