Ressource d'IUT en ligne Chimie Inorganique descriptive
 


 

 

Chimie
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Devoir 2 : chimie inorganique descriptive

Correction du devoir 2 : Exercice 2 ...


On vous propose, pour chaque question, un début de réponse pour vous aider.

2- Etude des familles d'éléments : le bloc p

a- Positionner sur la classification (question 1-a) puis décrire les principales caractéristiques la famille du bore.
b- S'appuyer sur la famille du bore pour décrire le phénomène du doublet inerte.
c- Positionner la sur la classification (question 1-a) puis décrire les principales caractéristiques la famille du carbone.
d- Décrire les diagramme d'Ellingham proposé ci-contre (axes, utilisation, ...).
e- Une seule courbe présente une pente négative, commenter.
f- Le cuivre est l'un des premiers métaux utilisé par l'homme (âge du cuivre puis du  bronze), le justifier à partir de la figure proposée.
g- Décrire les principales caractéristiques la famille de l'azote en précisant ce qui rapproche les éléments qui la composent et ce qui les éloigne.
h- Décrire les composés de l'azote et l'élément O puis l'élément H relativement aux états d'oxydation.
i- Positionner la famille des gaz inertes, en colorant les cases correspondantes de la classification (question a-) puis décrire et proposer quelques applications de ces composés.


a- On positionne les familles du bore, du carbone, de l'azote et les gaz rares.

La famille du bore (ou métaux trivalents) est  formée du Bore (B) qui est un métalloïde, de l'Aluminium (Al), du Gallium (Ga), de l'Indium (In) et du Thallium (Tl) qui sont des métaux.
Les éléments de la famille du Bore possèdent trois électrons de valence mais pour les plus lourds le phénomène
du doublet inerte intervient ...

c'est à vous de continuer ...

    

b- Le phénomène du doublet inerte est lié à l'ordre de remplissage des sous couches électroniques qui est le suivant :
1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d 

- l'Aluminium perd facilement l'électron de la sous couche 3p et ...

- l'Indium peut perdre l'électron de la sous couche 5p ...

- le Thallium dont l'ordre de remplissage est ...                                 c'est à vous de continuer ...

Le plus abondant est l’aluminium, la principale source d’aluminium est la bauxite que l’on traite en milieu ...


c- La famille du carbone est très hétérogène car formée de non métaux (C), de métalloïdes (Si et Ge) et de métaux (Sn et Pb).

Les chimies des hydrures du silicium et du carbone diffèrent ...
Le carbone se présente sous différentes formes, le graphite, le diamant et il est présent dans l’anthracite (94%), la houille
(70 à 90%), le lignite (65%) et la tourbe (60%) ...

Le carbone et le monoxyde de carbone sont utilisés comme réducteurs ...                                                c'est à vous de continuer ...


d- Le diagramme d’Ellingham donne l'évolution de l'enthalpie libre d'une réaction (ici d'oxydation de métaux) en fonction de la température et permet de choisir la température à laquelle les oxydes peuvent être réduits et surtout par qui ils peuvent être réduits.

L'approximation d'Ellingham consiste à supposer que ΔH° et ΔS° sont indépendants de ...                  c'est à vous de continuer ...

Si les domaines d'existence de deux espèces chimiques sont disjoints sur le diagramme (Ag et Cu par exemple), ces deux espèces chimiques réagissent.

Ellingham propose qu'un oxyde est réduit par tout métal dont la droite sur un diagramme se situe ...

Les courbe proposées dans cette figure sont simple mais il existe des courbes de pente négative, des courbes avec des variations de pente, ...
 

 c'est à vous de continuer ...


e- La courbe de C + ½ O2 → CO est la seule à présenter une pente négative car le nombre de mole de gaz ...

La courbe C + O2 → CO2 est horizontale car le nombre de mole de gaz est ...       c'est à vous de continuer ...


f- Le cuivre est facile à réduire comme l'argent (l'or et le mercure aussi mais ils ne sont pas représentés) aussi on les trouve ...                                                                                                                                                     c'est à vous de continuer ...
g- La famille de l'azote est formée de non métaux (N et P), de métalloïdes (As et Sb) et de métaux (Bi) généralement trivalents.
Le plus important est l'azote qui représente 80% de l'air.

Les propriétés de cette famille seront donc différentes ...                                             c'est à vous de continuer ...
- D.O. +V ou +III ...
- D.O. -III ...

Les oxydes d'azote ..

Les oxydes de phosphore ..

Les dérivés de l’hydrogène ...

Métaux : N et P donnent des combinaisons chimiques avec les métaux qui sont ...


h- L'azote possèdent cinq électrons de valence, ils peut donner des composés trivalents (NH3) ou pentavalents (PCl5) et on peut associer un EO mais en principe, tous les dérivés sont covalents ...

Avec O, l'azote conduit à des composés acides ...                                                                    c'est à vous de continuer ...

Avec H, l'azote conduit à des composés basiques ...
et l'association avec H et O conduit à ...


i- La famille des gaz inertes (aussi appelés gaz nobles ou gaz rares) est formée de l'hélium (He), du néon (Ne), de l'argon (Ar), du krypton (Kr), du xénon (Xe) et du radon (Rn).
En plus ou moins grande quantité, ils sont tous présents dans l'air, sauf le radon qui est radioactif.
Les gaz inertes ont leur dernière couche électronique saturée.
Ils sont tous gazeux à température ambiante ...                                                                              c'est à vous de continuer ....

L'hélium fut le premier gaz rare à être découvert, il est utilisé ...

Le néon est très utilisé dans les enseignes commerciales au néon ...

L'argon est relativement abondant dans l'air, ce qui explique son coût peu élevé. Il est utilisé ...
... il est donc utilisé avec le krypton ...

Le xénon est employé dans les tubes ...

Le radon pour sa part est un élément radioactif et il provient de la désintégration de l'uranium ou du radium. Il est aussi utilisé dans les appareils servant à ...                                                                                                                     c'est à vous de continuer ....


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Pr Robert Valls robert.valls@univ-amu.fr