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Transformationsdelamatière Exercice9 Page1sur4
Corrigé exercice 9
IDENTIFICATIONDETRANFORMATIONS1) Dansunmaraissalant,onemprisonnedel’eaudemerdansunbassin,puisonlaissel’eaus’évaporerausoleil.Onrécupèreensuitelesel.
Latransformationàlaquelleons’intéresseestlepassage:
H"O(ℓ)contenantNa(aq)
* etCl(aq)- (ionsdissous)
H"O(g)passéedansl’airNaCl(s)
Ilfautdoncdeuxréactionspourmodélisercettetransformation:
Lavaporisation,réactionphysique(changementd’état),d’équation:
H"O(ℓ) = H"O(g)
Laprécipitationduchloruredesodium,quicommencequandlaquantitéd’eaudevientinsuffisante,réactionchimique,carilyachangementdesespèceschimiques(ionsindépendantsdissousdevenantunsolidecristallin):
Na(aq)* + Cl(aq)
- = NaCl(s)
Attention:cesdeuxréactionssontindépendantes.Laquantitédeseln’arienàvoiraveclaquantitéd’eau,lesbilansdematièresontindépendants.Ilnefautdoncsurtoutpasadditionnercesdeuxéquations!
2) Larecettepourpréparerducaramelestdemettredusucredetable(saccharose,notéS)dansunecasserole,d’ajouterunpeud’eau,puisdechaufferjusqu’àbrunissement.
Latransformationàlaquelleons’intéresseestlepassage:
H"O(ℓ)contenantdusaccharosedissousS(aq)
H"O(g)passéedansl’air«caramel»
Lorsquelemélangeentreenébullition,unepartiedel’eausevaporise.Commedanslaquestion1,onpeutmodélisercelaparlaréactionphysiqued’équation:
H"O(ℓ) = H"O(g)
Maislapartielaplusintéressantedelatransformationestcellequiconduitaucaramel.Quandonrecherchelacompositionducaramel,onvoitqu’elleestextrêmementcomplexe,cequiimpliquequ’ilseproduituntrèsgrandnombrederéactions:lesaccharoseestd’abordhydrolyséenglucoseetfructose,puiscessucressedécomposent,puisderecombinent…Onnepeutpasécriretoutescesréactionsici,beaucouptropnombreusesetcomplexes.Onpeuttoutefoisdirequ’ils’agitderéactionschimiques,carlesmoléculessontmodifiées.
Onpeutconsulterunarticlesurlacaramélisationpourserendrecomptedel’étenduedusujet!Extraitdehttp://adelirose.free.fr/download/brochures/le_sucre_caramel.pdf:
Transformationsdelamatière Exercice9 Page3sur4
3) Laphotosynthèseconsistepourlaplanteàutiliserl’énergiesolairepourconvertirledioxydedecarbonecontenudansl’airenmoléculesorganiquescomplexes,lesurplusd’oxygèneétantdégagéparlaplantesousformededioxygène.Ils’agitdoncdetransformationschimiques.
SionsymboliseleglucoseparsaformulebruteC3H4"O3,lebilandesasynthèsepeutsemodéliserparlaréactiond’équation:
6CO"(g) + 6H"O(ℓ) = C3H4"O3(aq) + 6O"(g)
Remarque:Lorsdelarespiration(oudelacombustion),c’estlaréactioninversequiseproduit,aveclibérationd’énergie.
4) Onconsultetoutd’abordleschémadefonctionnementd’unecentralethermiqueclassique:
Danslesbrûleursseproduitunetransformationchimique,baséesurlacombustiond’uncombustiblefossile(gaznaturelCH6oupétroleoucharbon…)avecledioxygènedel’air.Lecharbonetlepétrolesontdesmélangescomplexes,contenantmajoritairementdesmoléculescomposéesdecarboneetd’hydrogène.ToutescesmoléculessontfinalementtransforméesenCO"etenvapeurd’eauparlacombustion;desfuméessontégalementlibérées.Ilfautdoncdenombreusesréactionspourdécrirelacombustiondupétroleouducharbon.Danslecasdugaznaturelpur,uneseuleréactionsuffitàmodéliserlatransformationcarlegaznaturelestduméthane:
CH6(g) + 2O"(g) = CO"(g) + 2H"O(g)
Auniveaudelachaudière,lachaleurlibéréeparlesbrûleurssertàentraînerlavaporisationdel’eauetsacompression.Lavaporisationdel’eauestlaréactionphysique:
H"O(ℓ) = H"O(g)
Auniveaudelaturbine,del’alternateuretducircuitderefroidissement,ils’agitd’échangesd’énergiesanstransformationphysico-chimique,àl’exceptiondelaliquéfactiondel’eauavantsonretourdanslachaudière:
H"O(g) = H"O(ℓ)
Transformationsdelamatière Exercice9 Page4sur4
5) Dansunecentralenucléaire,leschémaestsimilaire:
Lachaudièreestremplacéeparungénérateurdevapeur,maisleprincipedevaporisationdel’eau,puisdesaliquéfactionparlecircuitderefroidissementaprèsavoirentraînélaturbineestlemêmequedanslacentralethermique.
Ladifférencesesitueauniveaudelasourcedechaleur.Celle-ciestobtenueparunetransformationnucléaire,etnonpasunetransformationchimiquedecombustion.L’unedesréactionsnucléairesmodélisantcequisepassedansleréacteurestlafissiondel’uranium235etapouréquation:
U9"":; → Kr:3
9" + Ba;3464 + 2 𝑛A4