Carte mentaleBTS CIRA · La matière du procédéNouveau
Carte mentale — C1 · La matière du procédé
Masque les idées et essaie de les retrouver.
La matière du procédé
Séquence C1 — nommer, compter, faire réagir, prévoir
Nommer la matière
Combien de phases ?
- Une seule phase visible : mélange homogène
- Plusieurs phases : hétérogène. En cas de doute, on analyse
- Le nom du mélange indique comment le traiter
Le vocabulaire de l'atelier
- Suspension : solide dans un liquide, on la filtre
- Émulsion : deux liquides, on la casse par centrifugation
- Dans un gaz : brouillard (gouttelettes), fumées (solide)
- Alliage : mélange homogène de métaux
Solution saturée et solubilité
- Le solvant dissout le soluté
- Solution saturée : elle ne peut plus rien dissoudre
- La solubilité dépend de la température
Anhydre ou hydraté
- Un solide hydraté contient des molécules d'eau
- L'eau d'un hydraté compte dans sa masse molaire
- Pour peser, lire la formule sur l'étiquette
Compter la matière en solution
Les deux concentrations
- En masse : cm = m/V, en g.L⁻¹
- Molaire : c = n/V, en mol.L⁻¹
- Pour passer de l'une à l'autre : cm = c × M
Le piège du contrôle
- Masse volumique : masse de la solution entière par litre
- Concentration en masse : masse du soluté seul par litre
- Première question : de quoi est-ce la masse ?
Lire une étiquette
- Pureté 97 % : peser plus que la masse visée
- Hydraté, disulfite : compter les motifs actifs
- Densité : rapport à l'eau, sans unité
- N/50 : équivalents par litre. Pour un diacide, c = N/2
Les traces
- Le ppm est une fraction massique
- En solution aqueuse diluée, 1 ppm = 1 mg.L⁻¹
- Ce n'est plus vrai pour un solide ou une solution concentrée
Compter les gaz
La loi des gaz parfaits
- P × V = n × R × T, avec R = 8,31 J.mol⁻¹.K⁻¹
- P en pascals, V en m³, T en kelvins
- T(K) = θ(°C) + 273 : on ajoute 273 aux °C
Relatif ou absolu
- P(absolue) = P(relative) + P(atmosphérique)
- Une cuve à 0,00 bar relatif est pleine d'air
- Loi des gaz parfaits : toujours la pression absolue
Des repères pour vérifier un calcul
- À T constante, P × V reste constant
- Vm ≈ 24 L.mol⁻¹ sous 1,0 bar à 20 °C
- ρ = P × M / (R × T) : un gaz chaud est plus léger
Les mélanges
- La pression totale est la somme des pressions partielles
- Chaque gaz agit comme s'il était seul
- Un analyseur lit une pression partielle
- Ciel de cuve : inflammable entre LII et LSI
La réaction et son bilan
Le schéma de Lewis
- Les liaisons se forment avec les électrons de valence
- Un trait entre deux atomes : doublet liant
- Les doublets non liants restent sur leur atome
- Covalente : doublet partagé. Ionique : ions qui s'attirent
Ajuster une équation
- Conserver les éléments
- Conserver aussi la charge globale
- On oublie souvent de vérifier la charge
Le bilan molaire
- Les coefficients donnent des proportions en moles
- Un rapport de masses lu sur l'équation est faux
- Moles, puis coefficients, puis retour aux masses
Le réactif limitant
- Le tableau d'avancement décrit la réaction avec un seul x
- Le limitant s'épuise en premier et fixe x(max)
- Sur le terrain, on commande d'abord le réactif limitant
L'énergie de la réaction
L'enthalpie de réaction
- ΔrH° : produits moins réactifs, coefficients compris
- ΔfH° d'un corps simple dans son état le plus stable : zéro
- Les tables donnent les enthalpies de formation
- Doubler les coefficients double ΔrH°
Lire le signe
- Négative : exothermique, il faut refroidir le réacteur
- Positive : endothermique, il faut fournir de l'énergie
- Le signe se lit du point de vue du système
- Le signe de ΔfH° ne suffit pas pour juger la stabilité
Mesurer au calorimètre
- Q = C × Δθ, avec C la capacité thermique totale du poste
- On mesure C en injectant une énergie connue
- q = Q/m : signature du produit, pour comparer deux lots
Qualifier, puis doser
- Qualifier la méthode sur une référence
- L'énergie par gramme q donne le titre d'un mélange
- Résultat suspect : quarantaine et titrage
L'équilibre et ses leviers
Le quotient de réaction
- Produits au numérateur, réactifs au dénominateur
- Chaque concentration à la puissance de son coefficient
- Les solides purs et le solvant n'entrent pas dans Qr
La constante K
- K dépend seulement de la température
- Pour une dissolution : produit de solubilité Ks
- Dans K, on écrit la pression partielle d'un gaz
- Si la température change, K change
Décider du sens
- Qr < K : sens direct
- Qr > K : sens inverse
- Qr > Ks sur un rejet : la tuyauterie s'entartre
Les trois leviers
- Chauffer favorise le sens endothermique
- Retirer un produit favorise le sens qui le refabrique
- Comprimer favorise le côté qui a le moins de gaz