Ressources · 1ʳᵉ · Spécialité Physique-Chimie
De la structure des entités à la cohésion et à la solubilité
Cohésion des solides ioniques et moléculaires, interactions de Van der Waals et liaison hydrogène, dissolution, solubilité et miscibilité (thème Constitution et transformations de la matière)
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Exercice 1 — Cohésion de trois solides
/ 4 pts- Données : températures de fusion du bromure de potassium KBr, 734 °C ; du glucose C₆H₁₂O₆, 146 °C ; du cyclohexane C₆H₁₂, 6,5 °C. Indiquer, pour chacun des trois solides, s'il est ionique ou moléculaire.
- Nommer l'interaction prépondérante qui assure la cohésion de chaque solide.
- Justifier l'ordre des températures de fusion.
- Le bromure de potassium solide ne conduit pas le courant électrique, alors que sa solution aqueuse le conduit. Expliquer.
Exercice 2 — Solution de sulfate de sodium
/ 4 pts- On dissout m = 4,97 g de sulfate de sodium Na₂SO₄ (M = 142,1 g·mol⁻¹) dans de l'eau et on complète à 400,0 mL. Écrire l'équation de dissolution.
- Calculer la concentration apportée c en sulfate de sodium.
- En déduire les concentrations [Na⁺] et [SO₄²⁻].
- Quelle masse de sulfate de sodium faut-il dissoudre pour préparer 500,0 mL d'une solution dans laquelle [Na⁺] = 0,0640 mol·L⁻¹ ?
Exercice 3 — Extraire la carvone
/ 4 pts- On souhaite extraire la carvone, espèce odorante peu soluble dans l'eau, d'une solution aqueuse obtenue par hydrodistillation de graines de carvi.
Expliquer pourquoi la propanone ne peut pas servir de solvant extracteur.Solvant Miscibilité avec l'eau Densité Solubilité de la carvone propanone totale 0,79 très grande heptane nulle 0,68 très grande toluène nulle 0,87 très grande ; toluène toxique pour la reproduction - Choisir, entre l'heptane et le toluène, le solvant le plus adapté. Justifier.
- Indiquer la position des phases dans l'ampoule à décanter après décantation, et la phase qui contient la carvone.
- Un élève récupère la phase inférieure pour obtenir la carvone. Expliquer son erreur.
Exercice 4 — Le sucre dans l'eau
/ 4 pts- Le saccharose C₁₂H₂₂O₁₁ possède huit groupes hydroxyle –OH. Expliquer, à l'échelle des entités, sa grande solubilité dans l'eau.
- Écrire l'équation de dissolution du saccharose et expliquer pourquoi sa solution aqueuse ne conduit pas le courant.
- La solubilité du saccharose est d'environ 2,0 × 10³ g par litre d'eau à 25 °C. On introduit 185 g de saccharose dans 80,0 mL d'eau à 25 °C. Tout le solide se dissout-il ? Justifier par un calcul.
- Le saccharose est pratiquement insoluble dans le cyclohexane. Expliquer.
Exercice 5 — Un tensioactif de shampooing
/ 4 pts- Le dodécylsulfate de sodium, tensioactif des shampooings, a pour formule CH₃–(CH₂)₁₁–O–SO₃⁻ Na⁺. Identifier la partie hydrophile et la partie lipophile de l'ion dodécylsulfate ; en déduire son caractère.
- Décrire l'orientation de ces ions à la surface de séparation entre l'eau et l'air.
- Décrire la structure d'une micelle formée par ces ions au sein de l'eau.
- On agite de l'eau et de l'huile en présence de dodécylsulfate de sodium : on obtient une émulsion stable (fines gouttelettes d'huile dispersées dans l'eau). Expliquer le rôle du tensioactif.
Ce contrôle de spécialité physique-chimie 1ʳᵉ en bref
Un devoir surveillé type contrôle en classe sur « De la structure des entités à la cohésion et à la solubilité » : 5 exercices, 120 minutes, noté sur 20. Le sujet et le corrigé sont téléchargeables en PDF, prêts à imprimer, pour travailler comme en classe.
- Exercice 1 — Cohésion de trois solides/ 4 pts
- Exercice 2 — Solution de sulfate de sodium/ 4 pts
- Exercice 3 — Extraire la carvone/ 4 pts
- Exercice 4 — Le sucre dans l'eau/ 4 pts
- Exercice 5 — Un tensioactif de shampooing/ 4 pts
Notions évaluées
L'essentiel, Cohésion des solides ioniques et moléculaires, Interactions de Van der Waals et liaison hydrogène, Dissolution d'un solide ionique dans l'eau, Solubilité, miscibilité et extraction liquide-liquide, Espèces hydrophiles, lipophiles, amphiphiles : les savons.
Pour préparer ce contrôle
- Relire le cours.
- Refaire les exercices corrigés.
- Se tester avec le QCM (24 questions).
- Faire ce sujet en conditions réelles — 120 min, sans le cours — puis se corriger et noter les points à revoir.
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Questions fréquentes sur ce sujet
- Combien de temps dure ce contrôle sur « De la structure des entités à la cohésion et à la solubilité » ?
- 120 minutes pour 5 exercices notés sur 20. Prévois le double si tu enchaînes avec la correction.
- Le corrigé est-il fourni ?
- Oui : le corrigé complet est fourni en PDF (bouton « Télécharger le corrigé »), avec le barème exercice par exercice.
- Ce sujet peut-il servir de DS, de contrôle ou d'interrogation ?
- Oui : c'est un devoir surveillé complet de 120 minutes. Pour une interrogation courte, garde un ou deux exercices ; pour un DS ou un contrôle de fin de chapitre, fais le sujet entier en temps limité.
- Ce sujet suit-il le programme de spécialité physique-chimie de première ?
- Oui : il évalue uniquement les notions du chapitre « De la structure des entités à la cohésion et à la solubilité » du programme officiel de spécialité physique-chimie en première, soit L'essentiel, Cohésion des solides ioniques et moléculaires, Interactions de Van der Waals et liaison hydrogène, Dissolution d'un solide ionique dans l'eau.
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