UE 4 Cours 4 Outils de description dun

UE 4 Cours 4 : Outils de description d’un système 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 1

Théorie de la gravitation P=m. g - m est la masse d’un objet - g est l’accélération de la pesanteur (valeur approximative de 9, 81 m. s-2 à altitude 0) 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 2

• On utilise quatre outils pour décrire un système : • Les unités du système international • La fraction molaire et les concentrations • Le gradient • Le potentiel chimique 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 3

Les unités du système international UNITES GRANDEURS NOMS SYMBOLES Longueur (L) Masse (M) DE Temps (T) Intensité électrique BASE Température thermodynamique Quantité de matière Intensité lumineuse 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 4

Les unités du système international UNITES GRANDEURS NOMS SYMBOLES Longueur (L) Mètre m Masse (M) DE Temps (T) Intensité électrique BASE Température thermodynamique Quantité de matière Intensité lumineuse 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 5

Les unités du système international UNITES DE GRANDEURS NOMS SYMBOLES Longueur (L) Mètre m Masse (M) Kilogramme kg Temps (T) Intensité électrique BASE Température thermodynamique Quantité de matière Intensité lumineuse 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 6

Les unités du système international UNITES DE GRANDEURS NOMS SYMBOLES Longueur (L) Mètre m Masse (M) Kilogramme kg Temps (T) Seconde s Intensité électrique BASE Température thermodynamique Quantité de matière Intensité lumineuse 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 7

Les unités du système international UNITES DE BASE GRANDEURS NOMS SYMBOLES Longueur (L) Mètre m Masse (M) Kilogramme kg Temps (T) Seconde s Intensité électrique Ampère A Température thermodynamique Quantité de matière Intensité lumineuse 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 8

Les unités du système international UNITES DE BASE GRANDEURS NOMS SYMBOLES Longueur (L) Mètre m Masse (M) Kilogramme kg Temps (T) Seconde s Intensité électrique Ampère A Température thermodynamique Kelvin K Quantité de matière Intensité lumineuse 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 9

Les unités du système international UNITES DE BASE GRANDEURS NOMS SYMBOLES Longueur (L) Mètre m Masse (M) Kilogramme kg Temps (T) Seconde s Intensité électrique Ampère A Température thermodynamique Kelvin K Quantité de matière Mole ou osmole mol Intensité lumineuse 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 10

Les unités du système international UNITES DE BASE 31/10/2020 GRANDEURS NOMS SYMBOLES Longueur (L) Mètre m Masse (M) Kilogramme kg Temps (T) Seconde s Intensité électrique Ampère A Température thermodynamique Kelvin K Quantité de matière Mole ou osmole mol Intensité lumineuse candela Cd (c) Association 2 ATP 2018 -2019 11

Fraction molaire • 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 12

Concentrations (volumiques) Pondérale = 3 g • 31/10/2020 = 1 L (c) Association 2 ATP 2018 -2019 13 -1 c. M = 12 g. L

Concentrations (volumiques) Molaire = 1 L = 3 g • = 1 mol = 6 g. mol-1 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 -1 14 CM = 2 mol. L

Concentrations (volumiques) = 1 L Osmolaire = 3 g • = 1 mol MM = 6 g. mol-1 α = 0, 5 ν = 2 α = coef. de de dissociation 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 ν = nb de particules obtenues après dissociation 15 CO = 3 osmol. L 1

Concentrations (volumiques) = 1 L Equivalente = 3 g • + + - 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 = 1 mol MM = 6 g. mol-1 - α = 0, 5 ν = 2 16 -1 CE = 4 eq. L

Concentrations (volumiques) Autre exemple Pondérale = 1 g • 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 17 c. M = 3 g. L-1

Concentrations (volumiques) Autre exemple Molaire = 1 g • = 1 mol = 1 g. mol-1 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 18 CM = 3 mol. L -1

Concentrations (volumiques) Autre exemple Osmolaire = 1 g • = 1 mol MM = 1 g. mol-1 α = 1/3 ν = 3 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 19 CO = 5 osmol. L 1

Concentrations (volumiques) Autre exemple = 1 g CO = CM x i (i = coef. d’ionisation de Van’t Hoff) i = 1 + α(ν – 1) CO = 3 x [1+1/3(3 -1)] CO = 5 osmol. L-1 31/10/2020 = 1 mol MM = 1 g. mol-1 α = 1/3 ν = 3 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 20 CO = 5 osmol. L 1

Concentrations (volumiques) Autre exemple = 1 g Equivalente • = 1 mol MM = 1 g. mol-1 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 ++ α = 1/3 ν = 3 21 -1 CE = 4 eq. L

Concentrations (volumiques) Autre exemple CO (en osmol. L-1 ) CM x (1 -α) 3 x (1 -1/3) 3 x 2/3 2 / CE (en eq. L-1 ) 31/10/2020 Z = valence de l’ion CM x α x 2 3 x 1/3 x 2 2 CM x α 3 x 1/3 1 - CO x z 2 x 1 2 CO x z 1 x 2 2 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 ++ α = 1/3 ν = 3 22

Concentrations Il existe aussi des concentrations massiques où la concentration est étudiée en fonction de la masse de la solution. Comme nous travaillons sur des solutions aqueuses, les valeurs seront les mêmes. Sinon, il suffit de convertir en fonction de la densité. 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 23

Concentrations Schéma récapitulatif : 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 24

Exercices Un litre de solution renferme 6, 56 g de PO 4 Na 3 (MM = 164 g. mol-1) avec un coefficient de dissociation égal à 0, 6. 1) Calculez la molarité 2) Calculer l’osmolarité 3) Calculer la concentration équivalente. 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 25

Correction 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 26

31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 27

Exercices Un litre de solution renferme 8, 1 g de Fe. Cl 3 (α = 0, 5 ; MM = 162 g. mol-1) et 36 g de glucose (MM = 180 g. mol-1). Calculer l’osmolarité de la solution dans l’unité du système international. i = 1 + α(ν – 1) 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 28

Correction c. M (m/V) 31/10/2020 Glucose 36/1 36 g. L-1 Fe. Cl 3 8, 1/1 8, 1 g. L-1 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 Total 29

Correction c. M (m/V) CM (c. M/M) 31/10/2020 Glucose 36/1 36 g. L-1 Fe. Cl 3 8, 1/1 8, 1 g. L-1 Total 36/180 0, 2 mol. L-1 8, 1/162 0, 05 mol. L-1 0, 2+0, 05 0, 25 mol. L-1 = 250 mol. m (c) Association 2 ATP 2018 -2019 - 3 30

Correction Glucose CO (CM x 0, 2 i) osmol. L-1 (il ne se dissocie pas) 31/10/2020 Fe. Cl 3 0, 05 x [1+α(ν– 1)] 0, 05 x [1+0, 5(4 -1)] 0, 125 osmol. L-1 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 Total 0, 2+0, 125 = 0, 325 osmol. L-1 = 325 osmol. m-3 31

Correction Glucose CO (CM x 0, 2 i) osmol. L-1 (il ne se dissocie pas) 31/10/2020 Fe. Cl 3 0, 05 x [1+α(ν– 1)] 0, 05 x [1+0, 5(4 -1)] 0, 125 osmol. L-1 Variante sans le i Fe. Cl 3 Fe 3+ CM x (1 -α) CM x α 0, 05 x 0, 5 0, 025 osmol. L-1 Total 0, 2+0, 125 = 0, 325 osmol. L-1 = 325 osmol. m-3 3 Cl. CM x α x 3 0, 05 x 0, 5 X 3 0, 075 osmol. L-1 0, 025+0, 075 = 0, 125 osmol. L-1 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 32

Gradient Un gradient est un vecteur qui est orienté des basses valeurs vers les hautes valeurs d’une grandeur. Il permet d’analyser des variations. Grad C C = 0, 5 mol/L 31/10/2020 C = 1 mol/L (c) Association 2 ATP 2018 -2019 33

Gradient • 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 34

Exercice 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 35

Potentiel chimique Le potentiel chimique est noté µ, il correspond à la somme de l’enthalpie g et de 4 potentiels : • • µD = R. T. ln. C µO = V 0’(P-P 0) µG = Mgh µI = z. FV → Potentiel DIFFUSIF → Potentiel OSMOTIQUE → Potentiel GRAVIFIQUE → Potentiel ELECTRIQUE µ = g’ + µD + µO + µG + µI 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 36

Merci de votre attention 31/10/2020 (c) Association 2 ATP 2018 -2019 37