Fiche de révision : L’air : composition et propriétés

📋 Plan du Cours

1. Composition et expérience de Lavoisier
2. Proportions des gaz de l’air
3. Masse et masse volumique de l’air
4. Pression et compressibilité des gaz
5. Dissolution de l’air dans l’eau

📖 1. Composition et expérience de Lavoisier

★ À maîtriser

• 🔄 Les étapes de l’expérience sont:
  1. Chauffer du mercure en présence d’environ un litre d’air pendant 12 jours
  2. Observer la formation d’un oxyde rouge et la diminution du volume d’air
  3. Tester le gaz restant avec une souris et une flamme
  4. Chauffer l’oxyde rouge pour restituer le gaz disparu

📌 Le gaz restant après le chauffage n’est plus propre à la combustion ni à la respiration, tandis que le gaz récupéré par décomposition de l’oxyde rouge correspond au gaz qui avait disparu.

Compléments

• En 1776, Antoine-Laurent de Lavoisier reprend les travaux de Priestley sur la composition de l’air.

• En 1783, Lavoisier publie dans son Traité Élémentaire de Chimie sa conclusion selon laquelle l’air est un mélange de deux gaz nommés azote et oxygène. — Antoine-Laurent de Lavoisier

• Après 12 jours de chauffage, le volume d’air sous la cloche a diminué de 0,16 L, soit 7 à 8 pouces cubes.

💡 Astuce mémo

Mercure chauffé → oxyde rouge → gaz restant testé → oxyde décomposé

📖 2. Proportions des gaz de l’air

★ À maîtriser

• L’air est un mélange composé d’environ 80 % de diazote et 20 % de dioxygène, soit respectivement 4/5 et 1/5 du volume d’air.

Compléments

• Les autres constituants de l’air sont:
  • la vapeur d’eau
  • le dioxyde de carbone
  • les gaz rares comme l’hélium et le néon

💡 Astuce mémo

Diazote majoritaire, dioxygène indispensable à la combustion et à la respiration

📖 3. Masse et masse volumique de l’air

📝 Points essentiels

• La masse de 2 L d’air récupéré est déterminée par la différence entre 404,3 g et 401,7 g, soit 2,6 g.

📐 Formule — Dans les conditions normales, la masse d’un litre d’air est de $m = 1{,}3\ \mathrm{g}$ et sa masse volumique vaut $\rho = 1{,}3\ \mathrm{g/L}$.

📖 4. Pression et compressibilité des gaz

🔑 Notions clés & Définitions

• Pression : Grandeur mesurée en pascals, de symbole Pa, et pouvant aussi être exprimée en bars.

★ À maîtriser

📌 Lors d’une compression, le volume d’air diminue et la pression augmente, tandis que lors d’une expansion ou détente, le volume augmente et la pression diminue.

📌 Un gaz n’a pas de volume propre, et la masse d’air reste constante dans une seringue bouchée parce qu’aucun air n’entre ni ne sort.

Compléments

• La pression se mesure avec un manomètre, tandis que la pression atmosphérique se mesure avec un baromètre.

💡 Astuce mémo

Compression : volume diminue → pression augmente ; détente : volume augmente → pression diminue

📖 5. Dissolution de l’air dans l’eau

🔑 Notions clés & Définitions

• Solubilité de l’air : Air, et particulièrement le dioxygène, soluble dans l’eau.

📝 Points essentiels

• La quantité maximale de dioxygène dissous dans un litre d’eau diminue lorsque la température de l’eau augmente, avec des valeurs indiquées de 12 mg/L et 8 mg/L sur le graphique.

• Une augmentation de la température d’une rivière diminue la quantité de dioxygène dissous dans l’eau, ce qui peut augmenter la mortalité des poissons qui y vivent.

💡 Astuce mémo

Température augmente → dioxygène dissous diminue → mortalité des poissons augmente

📊 Tableaux de synthèse

Composition de l’air