Fiche de révision : Identifier une espèce chimique

📋 Plan du Cours

1. Masse volumique et unités
2. Mesurer et comparer les masses volumiques
3. Identifier par des tests chimiques
4. Identifier par des propriétés physiques
5. Chromatographie et pureté des échantillons

📖 1. Masse volumique et unités

🔑 Notions clés & Définitions

• Masse volumique : La masse d’une espèce par unité de volume.

★ À maîtriser

📐 Formule - La masse volumique est donnée par $\rho = \frac{m}{V}$, où m est la masse de l’espèce et V son volume.

Compléments

• Les associations d’unités présentées sont :

  • kg/m³ pour une masse en kg et un volume en m³
  • g/L pour une masse en g et un volume en L
  • kg/mL pour une masse en kg et un volume en mL

• Pour déterminer la masse volumique d’un caillou, il faut mesurer sa masse et son volume.

📖 2. Mesurer et comparer les masses volumiques

★ À maîtriser

• La masse volumique de l’eau liquide est 1000 g/L, soit 1,000 g/mL.

📌 Pour un solide non soluble dans l’eau, une masse volumique supérieure à celle de l’eau implique qu’il coule.

📌 Pour un solide non soluble dans l’eau, une masse volumique inférieure à celle de l’eau implique qu’il flotte à la surface.

Compléments

• Pour comparer la masse volumique d’un échantillon à celle de l’eau, on calcule le rapport de la masse volumique de l’échantillon à celle de l’eau.

• Un échantillon de 50,0 mL d’acétate d’éthyle de masse 45 g a une masse volumique de 0,9 g/mL.

💡 Astuce mémo

Plus dense que l’eau : le solide coule ; moins dense : il flotte.

📖 3. Identifier par des tests chimiques

★ À maîtriser

• La présence d’eau est détectée avec du sulfate de cuivre (II) anhydre blanc, qui devient bleu si le test est positif.

• La présence de dihydrogène est testée avec une flamme ; un test positif produit une petite explosion à la sortie du tube à essais.

• La présence de dioxygène est testée avec une bûchette incandescente, dont l’incandescence est ravivée et qui reprend feu si le test est positif.

• La présence de dioxyde de carbone est testée avec de l’eau de chaux, qui se trouble si le test est positif.

Compléments

• Les espèces recherchées sont :
  • l’eau (H₂O)
  • le dihydrogène (H₂)
  • le dioxygène (O₂)
  • le dioxyde de carbone (CO₂)

📖 4. Identifier par des propriétés physiques

★ À maîtriser

• Pour une pression donnée, les températures de changement d’état sont des grandeurs caractéristiques d’une espèce chimique.

Compléments

• Pour identifier un solide, on peut mesurer sa température de fusion avec un banc Kofler.

• Pour identifier un liquide, on peut mesurer sa température d’ébullition avec un thermomètre.

• Le banc Kofler est une plaque chauffante présentant un gradient régulier de température ; on déplace le solide et on repère la température à laquelle apparaît du liquide.

📌 La présence d’impuretés abaisse la température de fusion d’une espèce chimique solide.

💡 Astuce mémo

Fusion pour un solide, ébullition pour un liquide.

📖 5. Chromatographie et pureté des échantillons

★ À maîtriser

• La chromatographie peut servir à identifier une espèce chimique et fait partie des techniques expérimentales à savoir réaliser et exploiter.

Compléments

• Le Destop® contient de l’hydroxyde de sodium comme espèce active, et son étiquette indique une proportion massique de 10 % en hydroxyde de sodium.

• L’acide fumarique et l’acide maléique ont la même formule chimique, mais leurs masses volumiques indiquées sont respectivement 1,64 g/mL et 1,59 g/mL.

• À 25 °C, la solubilité dans l’eau de l’acide fumarique est de 6,3 g/L et celle de l’acide maléique est de 780 g/L.

• La température de fusion de l’acide fumarique est de 287 °C, tandis que celle de l’acide maléique est de 131 °C.

📊 Tableaux de synthèse

Tests chimiques d’identification

Méthodes physiques d’identification