Fiche de cours

La composition approchée de l'air

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Objectifs

Connaitre les principaux constituants de l’air.
Connaitre la proportion des principaux constituants de l’air.
Connaitre l’ordre de grandeur de la masse volumique de l’air à température ambiante et pression atmosphérique.

Points clés

L’air est principalement constitué de diazote (78 %) et de dioxygène (21 %).
La masse volumique de l’air est de 1,2 g/L dans les conditions normales de température et de pression.

Pour bien comprendre

Les éléments chimiques
Corps purs et mélanges
Masse volumique

1. Qu'est-ce que l'air ?

L’air est une matière qui est invisible. L’air n’est pas une matière solide ni une matière liquide, c’est une matière gazeuse.
On peut sentir l’air se déplacer quand il y a du vent. L’atmosphère qui entoure la Terre est constituée d’air.
L’air est un mélange de différents constituants.

L'air n'est donc pas un corps pur.

C'est Antoine de Lavoisier (1743-1794) qui en fit la démonstration en 1774 : il fut le premier à montrer que l'air est un mélange constitué principalement de deux composés, le diazote et le dioxygène.

Antoine de LAVOISIER

L'air est composé en volume de :

21 % de dioxygène O₂ ;
78 % de diazote N₂ ;
1 % d'autres gaz divers (argon, dioxyde de carbone, hydrogène, vapeur d'eau, ozone, etc.).

En proportion, l’air est principalement constitué en volume d’environ 1/5 de dioxygène et 4/5 de diazote.

Composition de l'air

2. La masse volumique de l'air

Afin de mesurer la masse d'un litre d'air, on peut utiliser un ballon.

Méthode

On pèse le ballon gonflé.
Par déplacement d'eau, on prélève un litre d'air contenu dans le ballon.
Puis, on pèse de nouveau le ballon.

Détermination expérimentale de la masse d’un litre d’air

On constate que la masse du ballon diminue.

On peut donc calculer la masse d'un litre d'air :
Masse d'un litre d'air = 355,3 – 354,1 = 1,2 g.

À 20 °C et sous une pression normale, la masse volumique de l’air est ρ_air = 1,2 g/L = 1,2 kg/m³.

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