Fiche de cours

Formulaire Chimie Tle

Lycée > Terminale > Physique Chimie > Formulaire Chimie Tle

Fiche de cours
Quiz et exercices
Vidéos et podcasts

Objectifs

Savoir appliquer des formules données.
Connaitre l’unité des principales grandeurs dans le système international.

1. Déterminer la composition d'un système

Une espèce chimique, qu’elle soit liquide, solide ou gazeuse, peut être caractérisée par différentes grandeurs caractéristiques.

a. Les grandeurs caractéristique

Volume et masse volumique

avec :

ρ (rhô) la masse volumique d’un corps, en kilogramme par mètre-cube (kg·m⁻³)
m la masse de ce corps, en kilogramme (kg)
V le volume occupé par ce corps, en mètre-cube (m³)

Remarque
La masse volumique peut aussi s’exprimer en g·L⁻¹, g·mL⁻¹, kg·cm⁻³, etc.
Pour passer d’une unité à l’autre, on utilise la conversion 1 m³ = 10³ L.

Densité

avec :

d la densité, sans unité
ρ_{espèce
chimique} la masse volumique de l’espèce chimique, en kilogramme par mètre cube (kg·m^–³)
ρ_eau la masse volumique de l’eau, en kilogramme par mètre cube (kg·m^–³)

Rappel
ρ_eau = 1 kg·L^–¹ = 10^–3 kg·m^–³ = 10³ g·L^–¹.

Quantité de matière

Pour une espèce solide ou liquide.

avec :

n la quantité de matière, en mole (mol)
m la masse, en gramme (g)
M la masse molaire, en gramme par mole (g·mol⁻¹)

Équation d’état des gaz parfaits

Pour une espèce gazeuse.

P × V = n × R × T

avec :

P la pression du gaz, en pascal (Pa)
V le volume de gaz, en mètre cube (m³)
n la quantité de matière de l’espèce qui compose le gaz, en mole (mol)
R la constante du gaz parfait : R = 8,31 J·K^–1·mol^–1
T la température absolue du gaz, en kelvin (K)

Remarques

La pression peut être exprimée en bar. Pour la convertir en pascal, il faut utiliser la relation 1 bar = 10⁵ Pa.
La température peut être exprimée en degré Celsius (°C). Pour la convertir en Kelvin, il faut utiliser la relation 0 °C = 273 K.

Nombre d’entités

avec :

N le nombre d’entités qui constituent l’espèce chimique (atomes, molécules ou ions), sans unité
n la quantité de matière, en mole (mol)
N_A le nombre d’Avogadro, N_A = 6,02 × 10²³ mol^–¹

Concentration en quantité de matière

avec :

C la concentration en quantité de matière de soluté, en mole par litre (mol·L^–¹)
n la quantité de matière de soluté, en mole (mol)
V le volume de la solution, en litre (L)

Remarque
Pour un ion X solvaté en solution, sa concentration s’exprime par

Concentration en masse (si l’espèce est liquide)

avec :

C_m la concentration en masse de soluté, en gramme par litre (g·L^–¹)
m la masse de soluté, en gramme (g)
V le volume de la solution, en litre (L)

Volume molaire (si l’espèce est gazeuse)

avec :

V_m le volume molaire, en litre par mole (L·mol^–¹)
V le volume, en litre (L)
n la quantité de matière, en mole (mol)

b. Préparer une solution

Dilution

avec :

V_f le volume de la solution fille, en litre (L)
V₀ le volume de la solution mère à prélever pour préparer la solution fille, en litre (L)
C la concentration en quantité de matière de la solution mère, en mole par litre (mol·L^–¹)
C_f la concentration en quantité de matière de la solution mère, en mole par litre (mol·L^–¹)

Titre massique

avec :

m_soluté la masse du soluté, en gramme (g)
m_solution la masse de la solution, en gramme (g)
t le titre massique, sans unité

Remarques

Le titre massique est toujours compris entre 0 et 1.
En multipliant le titre massique par 100, on obtient le pourcentage massique, qui est souvent donné dans les énoncés.

Dosage

avec :

V_A le volume de la solution A titrée, en litre (L)
V_B (éq) le volume de la solution B titrante versé à l'équivalence, en litre (L)
C_A la concentration en quantité de matière de la solution A, en mole par litre (mol·L^–¹)
C_B la concentration en quantité de matière de la solution B, en mole par litre (mol·L^–¹)

c. Analyser un système

Suivi pH-métrique

avec :

le pH, un nombre sans unité
le symbole « log », qui représente le logarithme décimal (facilement accessible avec la touche « log » de la calculatrice)
[H₃O⁺] la concentration en quantité de matière d'ions oxonium, en mole par litre (mol·L^–¹)
C₀ = 1 mol·L^–¹, la concentration en quantité de matière standard

Suivi conductimétrique

Loi de Kohlrausch

σ = k × C

avec :

σ la conductivité de la solution, en siemens par mètre (S·m^–¹)
k le coefficient de proportionnalité, en siemens mètre carré par mole
(S·m²·mol^–¹)
C la concentration en quantité de matière de la solution, en mole par mètre cube (mol·m^–³)

Spectrophotométrie

Loi de Beer-Lambert

A = k × C

avec :

A l’absorbance de la solution, sans unité
C la concentration en quantité de matière de la solution, en mole par litre (mol·L^–¹)
k une constante, en litre par mole (L·mol^–¹)

Rendement

Une réaction chimique est caractérisée par son rendement.

avec :

η (êta) le rendement, sans unité
m_{expérimentale} la masse du produit après l’expérience, en gramme (g)
m_théorique la masse du produit attendue, déduite par les calculs, en gramme (g)

2. Modéliser l'évolution temporelle d'un système

a. Évolution temporelle d'un système, siège d'une transformation chimique

Vitesse volumique d’une réaction

avec :

v_Réactif la vitesse volumique de disparition du réactif, en mole par litre par seconde (mol·L^–¹·s^–¹)
[R] la concentration en quantité de matière du réactif, en mole par litre (mol·L^–¹)
t en seconde (s)

Vitesse volumique d’un produit

avec :

v_Produit la vitesse volumique d’apparition du produit, en mole par litre par seconde (mol·L^–¹·s^–¹)
[P] la concentration en quantité de matière du produit, en mole par litre (mol·L^–¹)
t en seconde (s)

Loi de vitesse d’ordre 1 pour un réactif

v_Réactif = k_R × [R]

avec :

v_Réactif la vitesse volumique de disparition du réactif, en mole par litre par seconde (mol·L^–¹·s^–¹)
[R] la concentration en quantité de matière du réactif, en mole par litre (mol·L^–¹)
k_R la constante de vitesse de la réaction, en s^–¹

Loi de vitesse d’ordre 1 pour un produit

v_Produit = k_P × [P]

avec :

v_Produit la vitesse volumique d'apparition du produit, en mole par litre par seconde (mol·L^–¹·s^–¹)
[P] la concentration en quantité de matière du produit, en mole par litre (mol·L^–¹)
k_P la constante de vitesse de la réaction, en s^–¹

b. Évolution temporelle d'un système, siège d'une transformation nucléaire

Loi de Soddy

Au cours d’une réaction nucléaire, deux lois de conservation (appelées loi de Soddy) doivent être respectées.

La conservation du nombre de charges électriques (Z) :
Z₁+ Z₂= Z₃+ Z₄
La conservation du nombre de masse (A) :
A₁+ A₂= A₃+ A₄

Types de radioactivité

Type de radioactivité	Particule émise	Symbole de la particule	Équation de désintégration radioactive
Béta moins (β^–)	Électron
Béta plus (β⁺)	Positon
Alpha (α)	Noyau d’hélium 4

Évolution temporelle d’une population de noyaux radioactifs

∆N(t) = –λ × N(t) × ∆t

avec :

∆N(t) la variation du nombre de noyaux radioactifs à un instant t : ∆N(t) = N(t) – N₀
λ la constante radioactive, en s^–¹
N(t) le nombre de noyaux encore présents à un instant t
t la durée, en seconde (s)

3. Prévoir l'état final d'un système, siège d'une transformation chimique

a. Prévoir le sens de l'évolution spontanée d'un système chimique

Quotient de réaction

Soit une réaction d’équation aA + bB = cC + dD

avec :

a, b, c et d les coefficients stoechiométriques respectifs des espèces A, B, C et D.
Q_r le quotient de réaction, sans unité
[X] la concentration en quantité de matière de l’espèce X, en mole par litre (mol·L^–¹)

Remarque
À l’équilibre, le quotient de la réaction Q_r équivaut à la constante d’équilibre K_e :

Taux d’avancement

avec :

τ le taux d’avancement final, sans unité
x_max l’avancement maximal en mole (mol)
x_f l’avancement final, en mole (mol)

Remarques

Les deux avancements x_f et x_max doivent être exprimés dans la même unité.
Si 1 > τ > 0, la réaction est non totale et si τ = 1, la réaction est totale.

b. Comparer la force des acides et des bases

Constante d’acidité

avec :

K_A la constante d’acidité, sans unité
la concentration en quantité de matière de l’espèce X à l’équilibre, en mole par litre (mol·L^–¹)

Constante d’équilibre

avec :

K_e la constante d’acidité associée au couple H₂O / HO^–, sans unité (aussi appelée produit ionique de l’eau)
[HO^–] la concentration en quantité de matière de l’ion hydroxyde à l'équilibre, en mole par litre (mol·L^–¹)
[H₃O⁺] la concentration en quantité de matière de l’ion oxonium à l'équilibre, en mole par litre (mol·L^–¹)

pK_A

avec :

pH, sans unité
pK_A, sans unité
log la fonction logarithme décimale
la concentration en quantité de matière de l’espèce X à l’équilibre, en mole par litre (mol·L^–¹)

c. Forcer le sens d'évolution d'un système

La pile, tout comme l’électrolyseur, constitue un circuit électrique dans lequel circule un courant I.

L’intensité électrique dans un circuit
(en fonction de la capacité électrique)

avec :

I l'intensité du courant, en ampère (A)
Q la valeur absolue de la charge (capacité électrique), en coulomb (C)
Δt la durée, en seconde (s)

Relation entre l’intensité traversant le circuit
et la quantité de matière des électrons

avec :

I l'intensité du courant, en ampère (A)
F la constante de Faraday, F = 9,6 × 10⁴ C·mol^–¹
n(e^–) la quantité de matière d’électrons qui circulent dans le circuit, en mole (mol)
Δt la durée, en seconde (s)

Quantité d’électrons qui circule dans le circuit

Q = N × e
Q = n(e^–) × F

avec :

Q la capacité électrique (valeur absolue de la charge), en coulomb (C)
e la charge élémentaire :
e = 1,6 × 10^–¹⁹ C
N le nombre d’électrons, sans unité
F la constante de Faraday, F = 9,6 × 10⁴ C·mol^–¹
n(e^–) la quantité de matière d’électrons qui circulent dans le circuit, en mole (mol)

Évalue ce cours !

Note 4.6 / 5. Nombre de vote(s) : 47

Des quiz et exercices pour mieux assimiler sa leçon

La plateforme de soutien scolaire en ligne myMaxicours propose des quiz et exercices en accompagnement de chaque fiche de cours. Les exercices permettent de vérifier si la leçon est bien comprise ou s’il reste encore des notions à revoir.

S’abonner

Des exercices variés pour ne pas s’ennuyer

Les exercices se déclinent sous toutes leurs formes sur myMaxicours ! Selon la matière et la classe étudiées, retrouvez des dictées, des mots à relier ou encore des phrases à compléter, mais aussi des textes à trous et bien d’autres formats !

Dans les classes de primaire, l’accent est mis sur des exercices illustrés très ludiques pour motiver les plus jeunes.

S’abonner

Des quiz pour une évaluation en direct

Les quiz et exercices permettent d’avoir un retour immédiat sur la bonne compréhension du cours. Une fois toutes les réponses communiquées, le résultat s’affiche à l’écran et permet à l’élève de se situer immédiatement.

myMaxicours offre des solutions efficaces de révision grâce aux fiches de cours et aux exercices associés. L’élève se rassure pour le prochain examen en testant ses connaissances au préalable.

S’abonner

Des vidéos et des podcasts pour apprendre différemment

Certains élèves ont une mémoire visuelle quand d’autres ont plutôt une mémoire auditive. myMaxicours s’adapte à tous les enfants et adolescents pour leur proposer un apprentissage serein et efficace.

Découvrez de nombreuses vidéos et podcasts en complément des fiches de cours et des exercices pour une année scolaire au top !

S’abonner

Des podcasts pour les révisions

La plateforme de soutien scolaire en ligne myMaxicours propose des podcasts de révision pour toutes les classes à examen : troisième, première et terminale.

Les ados peuvent écouter les différents cours afin de mieux les mémoriser en préparation de leurs examens. Des fiches de cours de différentes matières sont disponibles en podcasts ainsi qu’une préparation au grand oral avec de nombreux conseils pratiques.

S’abonner

Des vidéos de cours pour comprendre en image

Des vidéos de cours illustrent les notions principales à retenir et complètent les fiches de cours. De quoi réviser sa prochaine évaluation ou son prochain examen en toute confiance !

S’abonner

Profs en ligne

Découvrez le soutien scolaire en ligne avec myMaxicours

Plongez dans l'univers de myMaxicours et découvrez une approche innovante du soutien scolaire en ligne, conçue pour captiver et éduquer les élèves de CP à la terminale. Notre plateforme se distingue par une riche sélection de contenus interactifs et ludiques, élaborés pour stimuler la concentration et la motivation à travers des parcours d'apprentissage adaptés à chaque tranche d'âge. Chez myMaxicours, nous croyons en une éducation où chaque élève trouve sa place, progresse à son rythme et développe sa confiance en soi dans un environnement bienveillant.

Profitez d'un accès direct à nos Profs en ligne pour une assistance personnalisée, ou explorez nos exercices et corrigés pour renforcer vos connaissances. Notre assistance scolaire en ligne est conçue pour vous accompagner à chaque étape de votre parcours éducatif, tandis que nos vidéos et fiches de cours offrent des explications claires et concises sur une multitude de sujets. Avec myMaxicours, avancez sereinement sur le chemin de la réussite scolaire, armé des meilleurs outils et du soutien de professionnels dédiés à votre épanouissement académique.

EXERCE-TOI EN T'ABONNANT