Chapitre 1 Introduction Chi Np1 V.E(1)

roscopique : adjectif donné aux particules si petites qu’elles ne peuvent être visible à l’œil nu ; on doit avoir recours à des appareils plus sophistiqués.

La matière est subdivisée en trois états distincts :

État solide : Un solide est rigide, il possède un volume et une forme précis à une température donnée.

État liquide : Un liquide possède un volume fixe, mais une forme imprécise (il épouse la forme du contenant dans lequel il est déposé) à une température donnée.

État gazeux : Un gaz peut être comprimé, il ne possède pas de volume ni de forme fixe à une température donnée (il occupe tout l’espace possible dans le contenant).

La grande majorité de la matière qui nous entoure est composée de mélanges de substances pures.

Substance pure : matière homogène de composition constante, définie, ne varie pas d’un échantillon à l’autre ; ce sont des éléments ou des composés.

Mélange: Matière constituée d’au moins 2 substances pures, composition variable.

Mélanges homogènes (ou solution) : Mélange dont la composition est uniforme, la composition et les propriétés sont identiques en tout point.

Mélanges hétérogènes : mélange dont les divers composants sont distinguables, ils ne sont pas dispersés uniformément ; la composition et les propriétés sont variables dans le mélange.

Pour séparer les substances pures d’un mélange homogène ou hétérogène, il existe plusieurs méthodes physiques : distillation, filtration, extraction, chromatographie.

Modification ou changement physique : il s’agit d’un changement de l’état de la substance et non de sa composition chimique (la substance conserve les mêmes atomes et le même arrangement entre ses atomes). Modification observable à l’échelle macroscopique, mais aucune modification observable à l’échelle microscopique.

Composé : Substance pure de composition constante que l’on peut décomposer en ses éléments à l’aide d’un processus chimique. Il est formé d’au moins 2 éléments différents combinés selon des proportions fixes. ( Ex : H2O, CH3CH2OH)

Modification ou changement ou réaction chimique : il s’agit d’un changement dans la nature même de la substance. La composition des molécules change (observation aussi possibles de modifications à l’échelle macroscopique) (ex : propane qui brûle).

Élément : Substance pure non décomposable en substance plus simple par des procédés chimiques ou physiques. Il est formé d’un seul « type » d’atomes (ex : Al, O2)

Les atomes sont les particules constituant les éléments chimiques (figurant dans le Tableau périodique).

Dans la nature, il y a un nombre restreint d’atomes ou d’éléments (il existe 118 atomes différents, classés dans le tableau périodique selon leur numéro atomique (Z)).

Les atomes se combinent pour former des molécules et générer alors des corps simples (ou éléments) (ex. H2, N2, O2 etc) ou des corps composés (ou composés) (H2O, CO2 etc.).

Classification de la matière

Exercice interactif : http://www.whfreeman.com/gchem/content/gc01/gc01ax01.htm

Il existe trois particules atomiques ou élémentaires qui constituent l’atome :

Nom Symbole Charge

Coulomb et relative Masse (kg)

Proton p+ +1,60 x 10-19 +1 1,67 x 10-27

Neutron n0 0 0 1,67 x 10-27

Électron e- -1,60 x 10-19 -1 9,1 x 10-31

Unités de mesure

Durant vos études en sciences et toute votre vie, vous réaliserez des expériences qui nécessitent la prise de mesures quantitatives.

Observation quantitative = mesure = nombre + unité

Les unités de mesure servent à donner un ordre de grandeur entre les différentes mesures réalisées. Il existe des unités de mesures de masse (kg), de longueur (m), de temps (s), de température (°C, K), d’intensité du courant électrique(A), de quantité de matière (mol) etc.

Système métrique (système international ; SI)

Grandeur Unité de mesure Abréviations

Masse Kilogramme kg

Longueur Mètre m

Temps secondes s

Température Kelvins K

Quantité de matière moles mol

Intensité du courant électrique ampères I

Intensité de la lumière candela cd

Plusieurs unités découlent des unités fondamentales du S.I. En voici quelques exemples :

Conversion des unités de mesure

Modification de l’ordre de grandeur des unités de base du SI par l’utilisation de préfixes dans le but d’alléger les calculs et pour éviter d’inclure un trop grand nombre de décimales.

Les plus couramment employés :

Préfixes Abréviations Valeurs numériques Notation exponentielle

giga G 1 000 000 000 10^6

méga M 1 000 000

kilo k 1 000

hecto h 100

déca da 10

déci d 0,1

centi c 0,01

milli m 0,001

micro 0,000 001 10^-6

nano n 0,000 000 001 10^-9

pico p 0,000 000 000 001 10^-12

Bien qu’il faille, en principe, se limiter aux unités du S.I., beaucoup d’autres anciennes unités sont encore actuellement très utilisées et répandues dans les domaines scientifiques. Elles seront à connaître également.

Pour les volumes :

1 mL = 1 cm3

1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

1 L = 1000 mL = 1000 cm3

Pour les températures :

°C + 273,15 = K

Exemples :

Convertissez :

1) 1,42 cm = 1,42x10-2m

2) 645 s = 6,45x10-4s

3) 1415 km = 1,415x106m

4) 2,26 x 106 g = 2,26 x 103 kg

5) 25 C = 298,15K

6) 10 cm3 = 10-2L

7) 0,0250 L = 2,5x 104L

8) 15 mg = 1,5 x 10-2 g

Intéressant à savoir…

Unités métriques versus unités américaines

1 kg = 2,205 lbs

2,54 cm = 1 po

(12 po = 1 pied)

1 km = 0,6214 miles

3,785 L = 1 gal US

9 F / 5 C + 32

IMPORTANCE DES UNITÉS !

Vol 143, Boeing 767, Air Canada en 1983

Panne sèche suivie d’un atterrissage d’urgence lors de la liaison Montréal-Edmonton

http://www.wadenelson.com/gimli.html

Cause : Utilisation d’un mauvais facteur de conversion ! C’est le premier avion à utiliser des mesures métriques.

 kérosène : 0,803 g/mL ou 1,77 lbs/L

Les mécaniciens ont mal converti les livres en kg… Il manquait donc plus de 20 000 L dans l’avion !

Précision et Exactitude

Définitions :

La précision d’une mesure est une indication de la reproductibilité d’une mesure effectuée plusieurs fois. Elle indique donc si les mesures effectuées se rapprochent de la moyenne des données. Elle dépend beaucoup du manipulateur.

L’exactitude est un terme employé pour exprimer la correspondance entre la valeur mesurée