Archive for janvier, 2008

Jan 30 2008

Labo : And the winner is … électronégativité des halogènes

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print.gifBien que le modèle de la formation des molécules sur la base de la règle de l’octet (duet) ne soit qu’un modèle simple et simpliste, il marche plutôt bien dans la plupart des cas rencontrés dans le secondaire. « Obtenir la structure électronique du gaz rare le plus proche dans le tableau périodique » serait le leitmotiv pour tout élément qui se respecte. Ainsi, il est aisé de prévoir qu’un alcalin perdra un électron (et deviendra cation) alors qu’un halogène en gagnera un (et deviendra anion). halogenes1.jpg

Mais au sein d’une même famille, tous les éléments ne sont pas à la même enseigne. La tendance se marque plus ou moins fortement. Et là intervient l’électronégativité. L’électronégativité (représentée par χ ou ε) est une caractéristique essentielle d’un élément : Est-il avide de capter un électron ou, au contraire, cherche-t-il à en perdre ?

C’est en 1932 que le futur prix Nobel (de chimie en 1954 et de la paix pour son opposition au nucléaire militaire en 1962), Linus Pauling, établit une première échelle en donnant au fluor, élément le plus électronégatif, une valeur de 4 et au francium (l’élément le moins électronégatif) une valeur de 0,7. Pour en savoir plus sur le comment du pourquoi (à moins que ce soit l’inverse 😉 ) de ces échelles … wikipedia.
C’est à partir de l’étude de l’électronégativité que nous pouvons décider du caractère ionique ou covalent d’une liaison, du caractère polaire ou non d’un composé …


Principe de la manipulation


La manipulation proposée ici va permettre de classer trois halogènes, le chlore, le brome et l’iode, en fonction de leurs électronégativités repectives.

Le principe est simple : Opposer un halogène neutre (Cl°, Br°, I°) et un halogène anionique (Cl, Br ou I) … l’halogène neutre sera-t-il capable d’arracher l’électron à l’halogène anionique ? Si oui, il est plus électronégatif. En réalisant une série de joutes, deux à deux, il va être possible de classer ces trois éléments.

Et comment savoir qui est le vainqueur ? Les halogènes donnent dans un solvant organique comme le cyclohexane une couleur caractéristique : jaune pour le chlore, orange pour le brome et rose pour l’iode.



Les étapes de la manipulation


La manipulation (mode opératoire détaillé ici) va se dérouler en trois étapes :

  • Etape n°1 : la préparation des solutions KCl, KBr et KI à 4% (K+ est un ion spectateur que vous pouvez remplacer par du Na+ par exemple). Les solutions d’eau de chlore (la « recette » dans l’article précédent), de brome ou d’iode auront été préparées par le professeur;
  • Etape n°2 : On met en présence 2 mL des solutions réalisées plus haut avec 1 mL de cyclohexane … on observe la couleur;
  • Etape n°3 : Les joutes. Dans un tube à essais on met en présence 1 mL de cyclohexane, 2 mL d’un halogène neutre et 2 mL d’halogène anionique. On agite vigoureusement et on observe la couleur du cyclohexane (due à la présence de l’halogène neutre, le perdant de la joute).

Il ne reste plus qu’à interpréter les résultats et à conclure.

halogenes2.jpg

Quelques liens utiles

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Jan 25 2008

Labo : Recette de l’eau de chlore …

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chlore.jpgL’utilisation de chlore dans un labo est peu recommandée si on ne dispose pas de hotte ou de moyens efficaces de ventilation. Et pourtant, il arrive qu’on ait besoin de ce composé. Une solution … préparer de l’eau de chlore.

La solubilité du chlore gazeux Cl2 g dans l’eau est faible mais pas nulle. L’eau de chlore ou solution de chlore dans l’eau peut être réalisée en faisant barboter du chlore dans de l’eau. Cette méthode nous reporte au préalable de ce post : Votre labo permet-il la réalisation de chlore gazeux ?

Une « solution de secours » est de préparer l’eau de chlore à partir d’eau de javel :

A 100 mL d’eau de javel pure commerciale (évidemment non parfumée), on ajoute 25 mL d’acide chlorhydrique 6 mol L-1 (approximativement HCl concentré 37 % dilué 2 fois). La formation de l’eau de chlore est instantanée suivant la réaction HOCl + HCl -> Cl2 + H2O. ATTENTION, il y a cependant un dégagement passager de chlore gazeux TOXIQUE .

Quelques liens


Attention, une manipulation de laboratoire ne peut se faire qu’en connaissance complète des risques encourus et des précautions à prendre. Le chlore est un gaz toxique.

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Jan 18 2008

Labo : Détermination du pourcentage en sucre dans une boisson

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print.gifDans un article du 27/12/07 je vous montrais avec une petite vidéo que le coca light était bien light … puisqu’il flottait 😉 . Evidemment tout dépend de ce qu’on entend par light.

coke-sugar1.jpgLa présence de sucre dissous a un impact sur la masse volumique de la solution. A partir de cette propriété nous allons déterminer la concentration en sucre du coca (cette technique est évidemment applicable à d’autres solutions sucrées).

En guise d’introduction, on peut, par exemple, citer cette remarque trouvée sur le net

Ainsi, une boisson au cola apporte-t-elle 100 g de sucre par litre, soit 400 Kcal, alors que son homologue « light » n’en apporte pas du tout.

L’affirmation est-elle fondée ? La manipulation se passe en deux parties (voir mode opératoire détaillé) :

  • Les sucres utilisés dans ces boissons sont généralement du saccharose C12H22O11 et du fructose C6H12O6. On admet que l’impact de ces deux sucres sur la masse volumique est identique. Nous allons établir une courbe d’étalonnage « masse volumique en fonction du pourcentage de sucre » (On utilise ici le % sur la base masse/volume) en évaluant par pesée la masse volumique de solutions sucrées connues (de 5% à 20%).
  • Dans une deuxième étape, on détermine la masse volumique des échantillons (cola normal ou light, ou d’autres boissons bien évidemment) et, en reportant ces valeurs sur la courbe d’étalonnage, on peut estimer assez précisément le contenu en sucre d’une canette.

A titre d’exemple, voici les résultats d’un groupe d’élèves …
coke-sugar2.jpg

Cette manipulation pourrait/devrait (?) se prolonger par une petite réflexion « La quantité de sucre ainsi absorbée n’est pas anodine. Quel pourrait en être l’impact sur la santé ? ».

Quelques liens intéressants

  • La même manip en anglais#1 avec données, #2 (avec la courbe d’étalonnage « standard ») , #3;
  • des tableaux de contenu en sucre (attention mesures anglaises !) : #1.
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Jan 15 2008

[ressources] Suivre un cours à Berkeley … en video

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berkeley-01-08.jpgChacun sait combien Youtube (ou ses dérivés comme Daylimotion, …) peut être un fourre-tout pour vidéaste amateur désireux d’abriter et partager ses vidéos (J’ai moi-même un compte). On y trouve tout, n’importe quoi et parfois pire. Mais aussi, de temps en temps, une pépite (je ne parle pas de mes vidéos :roll: ).

Ainsi Youtube a, parmi ses « fournisseurs », Berkeley, University of California qui présente des dizaines d’heures de cours de chimie, physique, bio et autres. Pour le cours de chimie on y trouve par exemple le cours de chimie organique de Peter Vollhardt

Cette ressource n’est pas d’usage pour nos élèves mais peut présenter pour notre édification personnelle un réel intérêt … à condition de bien comprendre la langue anglaise … ce qui n’est hélas pas tout à fait mon cas. Dommage.

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Jan 11 2008

[curiosité] Azote liquide … et un poisson

La recherche sur le net peut s’avérer frustrante car le chemin qui joint la réponse à la question défie les lois de la géométrie la plus fondamentale. Obtenir une réponse c’est simple et même on obtient beaucoup de réponses mais le problème c’est la question … Quelle était-elle ?

C’est ainsi qu’en quête d’une réponse, j’ai découvert une vidéo d’abord amusante et puis surprenante.

Amusante … les expériences mettant en jeu l’azote liquide (液氮 😉 ) m’ont toujours fasciné et il m’est arrivé bien souvent d’entraîner mes élèves dans un labo, dans une maison de la science ou un palais de la découverte pour leur montrer ce que les maigres moyens scolaires ne me permettaient pas de leur montrer. A chaque fois émotion garantie. C’est déjà un bon début … émouvoir ses élèves dans un cours de sciences. Mais à chaque fois je constatais chez eux, adeptes de Scary Movie et autres « guimauves » actuelles, un sentiment de frustration … dans l’azote liquide, du caoutchouc, une plante … mais si on y laisse la main ?

Surprenante … Et donc je reviens à cette vidéo découverte sur le
blog (hébergé par Nature, … gage de sérieux ?) d’un chercheur chinois. Il n’y met pas la main mais … un poisson. Et qu’advient-il de la bête ? A vous de voir.



Et pour terminer un petit article sur ces enzymes qui viennent du froid et aussi un petit hommage à Mr Gerday que j’ai croisé lorsque j’étais étudiant, il y a … beaucoup d’années)
PS : Je vous imagine pestant 👿 sur la bande son (pas nécessaire pour comprendre) … du chinois ! Faites comme moi … apprenez le chinois :roll: (j’ajouterai cependant que je suis encore loin de la compréhension).

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