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Chimie 4ème .................................................................................................................................................... 1 CHAPITRE 1 : LES METAUX ET LES ALLIAGES .............................................................. 7 Exercice d’application 1 ............................................................................................................. 7 Exercice d’application 2 ............................................................................................................. 8 Exercice d’application 3 ........................................................................................................... 10 Exercice d’application 4 ........................................................................................................... 10 Exercice 1 ................................................................................................................................. 11 Exercice 2 ................................................................................................................................. 11 Exercice 3 ................................................................................................................................. 11 Exercice 4 ................................................................................................................................. 11 Exercice 5 ................................................................................................................................. 12 Exercice 6 ................................................................................................................................. 12 Exercice 7 ................................................................................................................................. 12 Exercice 8 ................................................................................................................................. 12 Exercice 9 ................................................................................................................................. 12 CHAPITRE 2: STRUCTURE ATOMIQUE DES METAUX ................................................. 14 a. Rappel sur la structure de la matière ................................................................................. 14 b. La constitution de l’atome................................................................................................. 14 Exercice d’application 1 ........................................................................................................... 15 Exercice d’application 2 ........................................................................................................... 15 c. électro neutralité de l’atome .............................................................................................. 15 Ordre de grandeur des atomes .................................................................................................. 16 Exercice d’application1 ............................................................................................................ 16 Exercice 1 ................................................................................................................................. 16 Exercice 2 ................................................................................................................................. 17 Exercice 3 ................................................................................................................................. 17 CHAPITRE 3 : LE COURANT ELECTRIQUE DANS LES METAUX ............................... 18 Exercice 1 ................................................................................................................................. 19 Exercice 2 ................................................................................................................................. 19 Exercice 3 ................................................................................................................................. 20 Exercice 4 ................................................................................................................................. 20 Exercice 5 ................................................................................................................................. 20 Exercice 6 ................................................................................................................................. 20 Exercice 7 ................................................................................................................................. 20 Exercice 8 ................................................................................................................................. 21 Exercice 9 ................................................................................................................................. 21 CHAPITRE 4: PUISSANCE ELECTRIQUE .......................................................................... 22 Exercice d’application .............................................................................................................. 24 Exercice 1 ................................................................................................................................. 24 Exercice 2 ................................................................................................................................. 24 Exercice 3 ................................................................................................................................. 24 Exercice 4 ................................................................................................................................. 24 Exercice 5 ................................................................................................................................. 24 Exercice 6 ................................................................................................................................. 25 Exercice 7 ................................................................................................................................. 25 Exercice 8 ................................................................................................................................. 25 Exercice 9 ................................................................................................................................. 25 Exercice 10 ............................................................................................................................... 25 CHAPITRE 5 : SENS CONVENTIONNEL DU COURANT, RÔLE DU GENERATEUR . 26 Exercice d’application .............................................................................................................. 28 Exercice 1 ................................................................................................................................. 28 Exercice 2 ................................................................................................................................. 28 Exercice 3 ................................................................................................................................. 28 Exercice 4 ................................................................................................................................. 29 Exercice 5 ................................................................................................................................. 29 ................................................................................................. 29 Exercice 6 ................................................................................................................................. 29 Exercice 7 ................................................................................................................................. 30 Exercice 8 ................................................................................................................................. 30 Exercice 9 ................................................................................................................................. 30 CHAPITRE 6 : EXTRACTION DES ELECTRONS D’UN METAL .................................... 31 a. Electrisation par frottement............................................................................................... 31 b. Les deux sortes de charges électriques ............................................................................. 31 a. Extraction à l’aide d’un rayonnement ou par effet photoélectrique.................................. 31 b. Applications de l’effet photoélectrique ............................................................................. 32 c. Extraction par effet thermoélectronique ........................................................................... 32 Exercice d’application .............................................................................................................. 32 d. Applications de l’effet thermoélectronique ...................................................................... 33 L’oscillographe électronique : .................................................................................................. 33 Le récepteur de télévision ........................................................................................................ 33 Exercice d’application .............................................................................................................. 33 Exercice 1 ................................................................................................................................. 33 Exercice 2 ................................................................................................................................. 34 Exercice 3 ................................................................................................................................. 34 CHAPITRE 7: FONCTIONNEMENT D’UNE PILE ............................................................. 35 Exercice d’application .............................................................................................................. 37 Exercice 1 ................................................................................................................................. 37 Exercice 2 ................................................................................................................................. 37 Exercice 3 ................................................................................................................................. 38 Exercice 4 ................................................................................................................................. 38 Exercice 5 ................................................................................................................................. 38 Exercice 6 ................................................................................................................................. 38 Exercice 7 ................................................................................................................................. 38 Exercice 8 ................................................................................................................................. 38 Exercice 9 ................................................................................................................................. 39 Exercice10 ................................................................................................................................ 39 Exercice 11 ............................................................................................................................... 39 Exercice 12 ............................................................................................................................... 39 CHAPITRE 8 : TRANSFORMATION ?? ← ??? +PAR ELECTROCHIMIE .................. 40 Conclusion ................................................................................................................................ 42 Exercice d’application 1 ........................................................................................................... 42 Interprétation ............................................................................................................................ 42 Exercice d’application 2 ........................................................................................................... 43 Solution .................................................................................................................................... 43 Exercice 1 ................................................................................................................................. 43 Exercice 2 ................................................................................................................................. 43 Exercice 3 ................................................................................................................................. 43 Exercice 4 ................................................................................................................................. 43 Exercice 5 ................................................................................................................................. 44 Exercice 6 ................................................................................................................................. 44 Exercice 7 ................................................................................................................................. 44 Exercice 8 ................................................................................................................................. 44 Exercice 9 ................................................................................................................................. 44 Exercice 10 ............................................................................................................................... 45 Exercice 11 ............................................................................................................................... 45 Exercice 12 ............................................................................................................................... 45 Exercice 13 ............................................................................................................................... 45 Exercice 14 ............................................................................................................................... 45 CHAPITRE 9 : ANALYSE D’UNE EAU MINERALE ......................................................... 46 Expérience ................................................................................................................................ 46 Interprétation ............................................................................................................................ 46 Exercice 1 ................................................................................................................................. 50 Exercice 2 ................................................................................................................................. 50 Exercice 3 ................................................................................................................................. 50 Exercice 4 ................................................................................................................................. 50 Exercice 5 ................................................................................................................................. 51 Exercice 6 ................................................................................................................................. 51 Exercice 7 ................................................................................................................................. 51 Exercice 8 ................................................................................................................................. 51 Exercice 9 ................................................................................................................................. 51 Exercice 10 ............................................................................................................................... 51 Exercice 11 ............................................................................................................................... 52 Exercice 12 ............................................................................................................................... 52 Exercice 13 ............................................................................................................................... 53 Bibliographie ............................................................................................................................ 54 CHAPITRE 1 : LES METAUX ET LES ALLIAGES Le fer, le cuivre et l’or sont des métaux alors que le charbon, le bois, le caillou et le verre sont des non-métaux. 1. Les métaux couramment utilisés ? Le zinc Le zinc est un métal gris qui se ternit assez vite à l’air atmosphérique : l’humidité et le dioxyde de carbone agissent sur le zinc pour former à sa surface, un produit contenant les éléments zinc, l’hydrogène, l’oxygène et le carbone. Le zinc est utilisé pour les toitures et les gouttières. On l’utilise surtout dans les alliages. ? L’aluminium L’aluminium est un métal blanc bleuté, mais on le voit toujours terne et gris à cause de la mince couche d’oxyde d’aluminium qui se forme à l’air atmosphérique. Certaines propriétés de l’aluminium sont intéressantes pour son utilisation : - il est « léger » ; sa densité par rapport à l’eau est faible. - il est bon conducteur du courant électrique : très utilisé dans la fabrication des câbles « haute tension » pour le transport du courant électrique. - Il est bon conducteur de la chaleur ; il est utilisé dans la construction des casseroles, des bouilloires. ? Le plomb Le plomb est un métal gris et mou. Sa densité par rapport à l’eau est grande. On utilise le plomb pour fabriquer des tuyaux, les plaques des accumulateurs au plomb. Toutes les substances chimiques contenant l’élément plomb sont toxiques. ? Le cuivre Le cuivre est un métal rose orangé, peu oxydable. C’est un excellent conducteur du courant électrique : on l’utilise dans la fabrication du matériel électrique. C’est aussi un bon conducteur de la chaleur. Il est également utilisé en plomberie. Les espèces chimiques contenant l’élément cuivre sont toxiques, sauf le métal bien propre. ? Le fer Le fer est un métal gris. Il est attiré par l’aimant. On utilise surtout des alliages de fer : les fontes et les aciers. Beaucoup d’objets que l’on dit « en fer », sont en réalité en acier (fil de fer, clou etc.). Le fer, la fonte et certains aciers s’oxydent facilement à l’air humide : il se forme de la rouille. Le fer est le métal industriellement le plus important. Sa production est 50 fois plus grande que celle de l’aluminium ou du cuivre. Exercice d’application 1 Le mercure est un métal liquide à la température ordinaire. Quelles propriétés a-t-il nécessairement ? Solution Comme tous les métaux, le mercure a les propriétés suivantes : - éclat métallique - conduction de la chaleur, - conduction de l’électricité. Exercice d’application 2 Voici les températures de fusion de quelques métaux pures : cuivre 1082 Etain plomb 232 327 tungstène 3400 aluminium 660 fer 1536 zinc 420 a. Je range ces métaux du plus réfractaire au moins réfractaire ; b. Je dis pourquoi on utilise le tungstène pour le filament d’une lampe ; c. Je dis pourquoi on utilise la soudure à étain plutôt que du cuivre. Solution Les métaux les plus réfractaire au moins réfractaires : a. Tungstène, fer, cuivre, aluminium, zinc, plomb, étain ; b. Le tungstène est utilisé pour le filament des lampes à incandescence parce qu’il est le plus réfractaire des métaux pouvant atteindre les températures de 2500 à 3000° C sans fondre. c. On utilise la soudure à étain parce que l’étain est le moins réfractaire, (le plus Fusible) ; 2. Les alliages Les métaux purs ont souvent des propriétés physiques intéressantes. Mais pour la fabrication des divers objets, on a besoin des matériaux métalliques ayant des propriétés mécaniques et physiques très variées. Cependant, les métaux purs ont très souvent des qualités mécaniques insuffisantes, ce qui les rend inutilisables dans de nombreux cas. Pour obtenir ces propriétés, on r&eac...

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