À propos de cette page
Ce cours de chimie en sixième sur « La composition de l'air » suit le programme officiel de chimie de sixième. Il présente les définitions, les propriétés et les méthodes essentielles, accompagnées d'exemples résolus pour bien comprendre. Au programme : L'air, un mélange gazeux, Les principaux constituants de l'air, Propriétés du dioxygène, Propriétés du diazote. Chaque notion est expliquée pas à pas, puis mise en pratique grâce à des exercices interactifs, un QCM et une évaluation corrigée. Idéal pour réviser à son rythme, combler ses lacunes et progresser, en autonomie ou avec un professeur. Cours rédigé par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de sixième à réussir en chimie.
Au programme
1 · L'air, un mélange gazeux
2 · Les principaux constituants de l'air
3 · Propriétés du dioxygène
4 · Propriétés du diazote
5 · La vapeur d'eau et le dioxyde de carbone dans l'air
6 · Tests chimiques pour identifier les gaz de l'air
7 · L'air et la vie : respiration et combustion
1L'air, un mélange gazeux
L'air qui nous entoure est invisible, mais il est bien réel : il a une masse et occupe un volume. C'est un mélange gazeux, c'est-à-dire qu'il est composé de plusieurs gaz différents mélangés.
Définition. Un mélange est une substance constituée de plusieurs corps purs. L'air est un mélange homogène : on ne distingue pas ses constituants à l'œil nu.
Contrairement à l'eau pure ou au fer, l'air n'est pas un corps pur : ses propriétés (comme la température d'ébullition) ne sont pas fixes. On peut le décomposer pour retrouver ses constituants.
Astuce. Pour retenir que l'air est un mélange : pense à une salade composée, où tu peux retrouver séparément les différents ingrédients.
2Les principaux constituants de l'air
L'air est composé principalement de deux gaz :
| Gaz | Formule chimique | Proportion (volume) |
|---|
| Diazote | N₂ | environ 78 % |
| Dioxygène | O₂ | environ 21 % |
| Autres gaz (argon, dioxyde de carbone, vapeur d'eau…) | — | environ 1 % |
À retenir. L'air contient approximativement : 4/5 de diazote (≈ 78 %) et 1/5 de dioxygène (≈ 21 %). Les gaz rares (comme l'argon) et le dioxyde de carbone complètent le reste.
Ces proportions sont constantes partout sur Terre, aussi bien en montagne qu'au bord de la mer (bien que la pression atmosphérique varie).
Attention ! On dit diazote (N₂) et dioxygène (O₂), et non « azote » ou « oxygène » seuls. Le préfixe « di- » indique que la molécule est formée de deux atomes identiques.
3Propriétés du dioxygène
Le dioxygène (O₂) est un gaz qui possède plusieurs propriétés importantes :
- Il est incolore (sans couleur), inodore (sans odeur) et insipide (sans saveur).
- Il est plus dense que l'air (il a tendance à se concentrer en bas).
- Il entretient la combustion : une flamme brûle en présence de dioxygène.
- Il est indispensable à la respiration des êtres vivants (animaux, végétaux).
- Il n'est pas combustible lui-même, mais il permet aux corps combustibles de brûler.
Exemple. Si tu plonges une bûchette enflammée dans un flacon contenant du dioxygène pur, la flamme s'enflamme beaucoup plus vivement qu'à l'air libre.
Test du dioxygène. On approche une bûchette incandescente (braise sans flamme) de l'ouverture du flacon. Si la bûchette se rallume et brûle vivement, il y a du dioxygène.
4Propriétés du diazote
Le diazote (N₂) est le gaz le plus abondant de l'air (environ 78 %). Il est :
- Incolore, inodore et insipide.
- N'entretient pas la combustion : une flamme ou une braise s'éteint dans du diazote pur.
- Ne permet pas la respiration : un animal placé dans une atmosphère de diazote pur ne peut pas survivre.
- Relativement peu réactif chimiquement dans les conditions habituelles.
Exemple. Si tu plonges une bûchette enflammée dans un flacon rempli de diazote, la flamme s'éteint immédiatement. C'est la preuve que le diazote n'entretient pas la combustion.
Astuce mémo. Diazote : N₂ → « N » comme « Neutre » ou « Non combustible ». Dioxygène : O₂ → « O » comme « Oxydant ».
Attention ! Ne pas confondre : le diazote n'entretient pas la combustion (il l'éteint), alors que le dioxygène l'entretient.
5La vapeur d'eau et le dioxyde de carbone dans l'air
En dehors du diazote et du dioxygène, l'air contient d'autres constituants en plus petites quantités :
- La vapeur d'eau (H₂O gazeux) : sa proportion varie selon les conditions (humidité, saison, lieu). Elle est responsable des nuages et de la pluie.
- Le dioxyde de carbone (CO₂) : présent à environ 0,04 % de l'air. Il est produit par la respiration et les combustions.
- Des gaz rares (argon, néon, hélium…) : en très faibles proportions, ils sont peu réactifs.
Définition. Le dioxyde de carbone est un gaz formé lors des combustions et de la respiration. Sa formule chimique est CO₂.
La teneur en dioxyde de carbone dans l'air augmente depuis l'ère industrielle à cause de la combustion des énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz). C'est un enjeu environnemental majeur.
6Tests chimiques pour identifier les gaz de l'air
Pour identifier les gaz présents dans un mélange, on utilise des tests chimiques :
| Gaz | Test utilisé | Résultat positif |
|---|
| Dioxygène (O₂) | Bûchette incandescente | La bûchette se rallume et brûle vivement |
| Diazote (N₂) | Flamme ou bûchette allumée | La flamme s'éteint |
| Dioxyde de carbone (CO₂) | Eau de chaux (Ca(OH)₂) | L'eau de chaux se trouble (devient blanche/laiteuse) |
| Vapeur d'eau (H₂O) | Sulfate de cuivre anhydre (blanc) | Le sulfate de cuivre devient bleu |
Exemple. Pour vérifier que l'air expiré contient du CO₂, on souffle dans un tube plongeant dans de l'eau de chaux. On observe que l'eau de chaux se trouble : c'est un test positif au dioxyde de carbone.
Attention ! L'eau de chaux est un réactif fragile. Elle perd ses propriétés si elle est exposée trop longtemps à l'air. La conserver bien fermée.
7L'air et la vie : respiration et combustion
L'air joue un rôle fondamental pour les êtres vivants et pour les phénomènes de combustion.
Respiration :
- Les animaux et les végétaux ont besoin de dioxygène pour respirer.
- Lors de la respiration, le dioxygène est consommé et du dioxyde de carbone est rejeté.
- Sans dioxygène, la respiration est impossible et la vie ne peut pas se maintenir.
Combustion :
- Une combustion est une réaction chimique entre un combustible (bois, bougie…) et le comburant (dioxygène de l'air).
- Elle produit de la chaleur, de la lumière, et des gaz (dont du CO₂ et de la vapeur d'eau).
- Sans dioxygène, la combustion s'arrête.
Définition. Combustible = corps qui brûle. Comburant = corps qui permet la combustion (le dioxygène de l'air). La combustion nécessite la présence des deux.
Astuce. Pour retenir : COM-BUS-TIBLE brûle, COM-BU-RANT « aide à brûler ».
★À retenir
En bref :
• L'air est un mélange gazeux (pas un corps pur).
• Il contient environ 78 % de diazote (N₂) et 21 % de dioxygène (O₂).
• Le dioxygène entretient la combustion et est indispensable à la respiration.
• Le diazote n'entretient pas la combustion et ne permet pas la respiration.
• Le dioxyde de carbone (CO₂) est présent à ≈ 0,04 % et trouble l'eau de chaux.
• Test du dioxygène : bûchette incandescente qui se rallume.
• Test du CO₂ : eau de chaux qui se trouble.