LA CHIMIE PHYSIQUE

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LA CHIMIE PHYSIQUE. Chapitre 1 La chimie : sa genèse. Préambule. La compréhension de notre environnement physique, chimique ou biologique, repose sur le concept de la théorie atomique de la matière. . Comment cette théorie a -t’elle pris naissance ? Comment a-t’ elle évolué ? - PowerPoint PPT Presentation

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Sujet d'ordre gnral

Guy COLLIN, 2014-12-28LA CHIMIE PHYSIQUEChapitre 1 La chimie : sa gense2014-12-29PrambuleLa comprhension de notre environnement physique, chimique ou biologique, repose sur le concept de la thorie atomique de la matire. .Comment cette thorie a-telle pris naissance ? Comment a-telle volu ? Quelles en sont les limites ?2014-12-29LAntiquitLes chinois connaissaient la poudre canon et fabriquaient des cramiques .Les gyptiens savaient extraire un certain nombre de mtaux dont lor et largent .Le sol tait dj source de minium, de vert de gris, docre de fer, Les phytomdecines taient la mode tout comme les huiles parfumes.La macration de fleurs dposes dans de lhuile chaude de mme que le procd denfleurage taient galement connus. 2014-12-29LAntiquitLes premiers essais de thorisation de la matire sont le fait dune srie de philosophe grecs.Pourquoi et comment tout ce qui existe sest-il produit? Quelles sont les origines et la finalit de la matire? Pour THALS (625-547 avant J.-C.): rien ne vient de rien, tout vient et retourne leau. 2014-12-29Les quatre lments de LEUCIPPE (495 avant J.-C.)lmentSymbolelmentSymboleEauTerreAirFeu2014-12-29DMOCRITE (450-390 avant J.-C.) Si tout corps est divisible linfini, de deux choses lune: ou il ne restera rien ou il restera quelque chose. Dans la premire ventualit, la matire na quune existence virtuelle; Dans la seconde, on doit se poser la question: que reste-t-il? La rponse la plus logique rside dans lexistence dlments rels, indivisibles appels atomes. Le concept de latome est n !2014-12-29LAntiquit et les RomainsPLATON (429-349 avant J.C.) puis ARISTOTE (381-322 avant J.C.) ne retinrent pas cette approche atomistique. Ce dernier ajouta lther, sorte de quintessence de la matire. Les romains avaient un esprit beaucoup plus pratique que philosophique. La rflexion philosophique va alors cder le pas lobservation. Il sensuit une longue priode de stagnation pour lvolution de la chimie 2014-12-29LalchimieLalchimie, la chimie du Moyen-ge, fut assimile par les arabes vers le milieu du VIIe sicle. Ce nest quaprs le XIe sicle quelle sest dveloppe au sein de lOccident chrtien. La proccupation majeure des alchimistes tait de dcouvrir la pierre philosophale.Cette pierre philosophale devait permettre la fabrication de lor et devait aussi procurer jeunesse, sant, longue vie 2014-12-29Le passage vers la chimie (XVIe sicle) PARACELSE (1493-1541), mdecin suisse fut le crateur de la thorie selon laquelle tous les phnomnes physiologiques et pathologiques sont dus des ractions chimiques: cest liatrochimie. Il prtendait disposer de la recette de cration dun tre humain. Le sel, le soufre et le mercure viennent sajouter aux lments dARISTOTE. 2014-12-29Les 3 principes de ParacelsePrincipeDescriptionSymbolemercurePrincipe du lourd, du liquide et du volatilselPrincipe de la solubilit et de la rsistance au feu soufrePrincipe de la combustion et de la chaleur 2014-12-29Les perces du XVIe sicleLes premires tudes systmatiques des minerais et la minralogie sont le fait dun allemand: AGRICOLA (1494-1555). LIBAVIUS (1550-1616) classe les mtaux en deux groupes: les vrais mtaux (or, argent, fer,) et les demi-mtaux (antimoine, arsenic,). Bernard PALISSY (1510 - 1590) verrier de profession, dcouvre le secret de la fabrication des maux. Francis BACON (1561-1626) expose les principes dune mthode inductive et exprimentale2014-12-29Le XVIIe : le sicle de la Raison J. B. Van HELMONT (1577-1644) distingue les gaz ininflammables comme le gaz sylvestre , le gaz carbonique, des gaz inflammables comme le gaz des marais, le mthane, On doit R. BOYLE (1627-1691) plusieurs nouveaux ractifs: le nitrate dargent, lammoniac, un indicateur color, le sirop de violette, pour distinguer les acides des bases, la sparation du mthanol de lacide actique sans oublier la loi de compressibilit des gaz que dcouvrit indpendamment le moine franais MARIOTTE (1620-1684) .Jean REY (1583-1645) est sans doute le premier avoir imagin et propos le principe de conservation de la matire . J. R. GLAUBER (1604-1668) peut tre considr comme le fondateur de lindustrie chimique.2014-12-29Le XVIIIe sicleCe sicle est domin par la thorie du phlogistiquelabore par E. STAHL (1660-1734) cette la thorie essai de rendre compte des observations obtenues lors de la calcination des mtaux, de la combustion et de la respiration.Le phlogistique, selon cette thorie, tait contenu dans tout compos combustible et transformable sous laction de la chaleur. le phlogistique se dgagerait au cours dune raction doxydation : un mtal, en brlant, devrait donc perdre du poids.CAVENDIH, PRIESTLEY, continueront de faire rfrence la thorie du phlogistique, seule thorie disponible en ce dbut du XVIIIe sicle. 2014-12-29La fin de la thorie du phlogistiqueM. LOMONOSSOV (1711-1765) rcrivit le principe de conservation de la matiredj nonc par REY : tous les changements se font de telle sorte que ce quon enlve un corps, on lajoute lautre . C.-W. SCHEELE (1742-1786), brillant par son sens de lobservation, associera le phlogistique au calorique.J. BLACK (1728-1799) et H. CAVENDISH (1731-1810) vont crer les premiers rudiments de la future thermodynamique chimique.LAVOISIER aura le mrite dintroduire lusage systmatique de mesures quantitatives dans ses travaux de laboratoire en plus davoir un esprit de gnralisation sans quivalent. . 2014-12-29Lavoisier (1743-1793) LAVOISIER pouvait affirmer que leau ntait pasllment simple admis depuis lAntiquit mais bien une composition doxygne et dhydrogne. Cette approche qualifie de thorie antiphlogistique par les tenants de la thorie du phlogistique rencontra un grand nombre de dtracteurs tout particulirement en Allemagne.LAVOISIER allait cependant faire de nombreux adeptes dans la presque totalit des pays europens et ailleurs.2014-12-29Le XIXe sicle : lexplosion de la chimieJ. L. PROUST (1754-1826) nonait en tout dbut de ce sicle (en fait en 1801) la loi des proportions dfinies.La loi des proportions multiples nonce par DALTON en 1804 vient tendre la loi des proportions dfinies aux lments qui se combinent de diverses manires. J. B. RICHTER (1762-1807) expose entre 1792 et 1793 sa thorie de poids de combinaison invariable.A. AVOGADRO (1776-1856) rinterprte les lois des rapports volumtriques.L. J. GAY-LUSSAC (1778-1850) formule lhypothse selon laquelle des volumes gaux de gaz diffrents contiennent le mme nombre de molcules. 2014-12-29Le XIXe sicle : lexplosion de la chimiePlusieurs sous-disciplines de la chimie vont se dvelopper:La thermochimie profite largement des travaux de J. R. von MAYER (1814-1878) et de J. P. JOULE (1818-1889) nonant (1842) et confirmant (1843) le premier principe de la thermodynamique. Michael FARADAY (1791-1867) qui, en plus de la thorie, introduit le vocabulaire et surtout dcrit les lois de llectrolyse. J. J. BERZLIUS (1799-1848) a marqu singulirement le dveloppement de la cintique chimique.L. BOLTZMANN (1844-1906) est le crateur de la thorie cintique des gaz. 2014-12-29Le XIXe sicle : lexplosion de la chimiePlusieurs sous-disciplines de la chimie vont se dvelopper (suite et fin):D. I. MENDLEIEV (1834-1907) et son clbre tableau priodique . H. BESSEMER (1813-1898) met au point son procd de fabrication de lacier . nonc de la loi daction de masse (1867) fait par deux norvgiens: C. M. GULBERG (1836-1902) et P. WAAGE (1833-1900) .N. L. SADI CARNOT (1796-1822) dcrit son clbre cycle. . .2014-12-29Le concept de la moleAVOGADRO avait formul lhypothse que deux volumes gaux deux composs gazeux diffrents contiennent le mme nombre de molcules.On a ainsi propos la notation ambigu de l atome-gramme et de molcule-gramme pour bien indiquer quil sagit du nombre dentits chimiques dans une masse donne.On adopte maintenant la notion beaucoup plus claire quest la mole, un nombre invariable (indpendant de tout paramtre). Ce nombre appel le nombre dAvogadro et est gal 6,022 141 1023. Par dfinition, cest le nombre datomes de carbone prsents dans 12,000 g de carbone 12. 2014-12-29Le symbolisme de DALTONlmentSymboleComposSymbolehydrogneOH OazoteNOoxygneOCOOcarboneN2OsoufreNO22014-12-29Lquation chimiqueBERZLIUS propose dutiliser une ou deux lettres pour reprsenter les lments. Be pour bryllium, H pour hydrogne,etc.La combinaison des lois des proportions dfinies, des compositions multiples et du nombre dAvogadro trouve son application dans lcriture reprsentant une raction chimique.On crit gauche du signe gal (cas de lquation) ou de la flche oriente vers la droite (cas de la raction) les composs ragissant et droite des mmes signes les composs chimiques forms. 2 H2 (gaz) + O2 (gaz) 2 H2O (liquide) . 2014-12-29ConclusionLAntiquit avait dj imagin la nature inscable de latome.Le monde romain nen a pas retenu lide. Le Moyen-ge a surtout essay de donner corps la pierre philosophale tout en vacuant lobservation exprimentale et le sens critique .Au XVIIe sicle nonce la thorie du phlogistique, une thorie fausse qui a le mrite de provoquer les scientifiques invits se compromettre.LAVOISIER mettra un terme cette thorie : la chimie moderne a le terrain libre pour spanouir.2014-12-29