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Pour les révisions de physique-chimie en Bac Pro CGEA

mercredi 9 avril 2014, par mathadonf

QUELQUES FORMULES ET DEFINITIONS A RETENIR
CECI N’EMPECHE PAS DE REVISER LE COURS ET LES EXERCICES

SUR LA LUMIERE :

La lumière est une onde (ou champ) électromagnétique. Ce sont les photons qui sont responsables du champ. Cette onde se déplace (dans le vide sa vitesse est notée C comme célérité). On peut mesurer le champ électromagnétique d’une source lumineuse monochromatique (une seule et unique couleur) suivant le chemin rectiligne que parcourt la lumière

Sur ce chemin rectiligne, la longueur d’onde notée \lambda sépare deux points de l’espace dans le même état électromagnétique.

Pour qu’un point donné de l’espace (traversé par une lumière) se retrouve dans le même état, il faut un temps T appelé période. La fréquence est notée F=\nu=1/T.

\lambda= CT = C/\nu

La période et la fréquence ne varie pas quand la lumière change de milieu à la différence de la vitesse et de la longueur d’onde.
La lumière à une trajectoire rectiligne et une vitesse constante dans un milieu homogène
Tout photon de fréquence \nu transporte une énergie E suivant la formule suivante :

E = h\nu = hC/\lambda h = constante de planck

Les longueurs d’onde visible sont comprises entre 340 et 800 nm (nanomètre = 10-9 m 1 mm = 10-6 m) et vont du violet bleu au rouge en passant le vert puis le jaune puis l’orange. In férieur à 380 nm on a les UV et les rayons X et gamma. Au delà du rouge on a les IR (Infra-Rouge)

SUR LA CHALEUR

Il existe deux type de tranfert de chaleur :

Sans changement d’état : Q = mC(Tfinal - Tinitiale)

C = capacité calorifique massique du corps de masse m (en kg)

Avec changement d’état : Q = mL L chaleur latente de fusion ou de vaporisation Q = - mL si solidification ou condensation

La chaleur est une énergie dont l’unité est le joule J

Lors de transfert de chaleur on calcule deux chaleur Q1 = chaleur gagnée par un des corps et Q2 = la chaleur perdue par l’autre corps et Q1 = - Q2 .

Dans certain exercice (exemple de la balle fondue) on calcule une masse m fondue en connaissant l’énergie cinétique Ec = mv2/2 : on a mL = Ec. On ne calcule qu’une chaleur.

SUR LA METEOROLOGIE

Il faut bien connaître le système des anticyclones et des dépressions sur la terre. Dépressions à l’équateur car l ’air est chaud et monte ; Anticyclones aux tropiques ; Dépressions dans les zones tempérées ; Anticyclones aux pôles.

La différence de température entre l’équateur et les pôles est due à l’inclinaison des rayons du soleil aux pôles. (Les saisons sont dues à l’inclinaison de l’axe de la terre, attenttion à la différence)

La création des intempéries est régies par le diagramme des trois états :

En haute altitude il peut exister de l’eau liquide en dessous de O°C. On appelle cela de l’eau surfondue. Un choc la transforme en glace (exemple contact avec le sol). C’est le cas dans le brouillard givrant.

SUR L’EAU

Une analyse d’eau comprend trois types de paramètres :

Physiques (température , pH)

Chimiques ( concentrations en différents ions, matière organique, nitrates, nitrites, carbonates, sodium, potassium DCO, COT etc)

Biochimiques DBO5

L’eau est un solvant universel car c’est une molécule dipolaire. Elle se comporte comme un aimant (deux petits poles positifs sur les hydrogènes et un double petit pôle électronégatif sur l’oxygène). Les molécules d’eau sont donc capables de créer des liaisons hydrogènes (liaisons faibles non covalentes) entre elles ce qui a pour conséquences que l’eau est liquide à température normale (20 °C) et solvant de nombreux ions nécessaires aux plantes et de nombreuses petites molécules nécessaires à la vie.

La dureté de l’eau ou degré hydrotimétrique caract érise sa capacité à créer du tartre CaCO3 ou MgCO3 TH = ( [Ca 2+] + [Mg2+])/ 10 - 4 les concentrations sont en mol.L-1

SUR LE pH et les acides et les bases

Définitions d’un acide et d’une base selon Brönsted

Un acide est un donneur de protons H+

Une base est un capteur de protons H+

Définitions d’un acide fort, d’un acide faible, d’une base forte, d’une base faible, d’un couple Acide (faible sous entendu)/Base (faible sous entendu)

On dit d’un acide ou d’une base qu’ils sont faibles si leur réaction dans l’eau n’est pas total et qu’il se forme un équilibre entre l’acide faible et sa base faible conjuguée

Savoir ce qu’est un dosage acido-basique,l’équivalence CaVa = CbVb

trouver graphiquement le point d’équivalence.

Différence entre un dosage d’un acide fort ou base forte (pH = 7 à l’équivalence) et dosage d’un acide faible (pHéquiv > 7) et d’un dosage de base faible (pHéquiv < 7). Les indicateurs colorés....

Les formules :

pH = - log([H3O+]) = - log Ca = 14 + logCb (les deux dernières formules sont respectivement pour un acide fort et une base forte) Toutes les concentrations sont en mol.L-1

[H3O+] = 10^{-pH} et [H3O+]\times[OH-]= 10^{-14}

SUR L’OXYDO-REDUCTION :

Un oxydant est un capteur d’électrons

Un réducteur est un donneur d’électrons

Une oxydation est une perte d’électrons (un réducteur est oxydé)

(ex : Cu donne Cu2+ + 2e-)

Une réduction est un gain d’électrons (un oxydant est réduit)

(ex : Fe2+ + 2e- donne Fe)

Dans un couple red-ox on note d’abord l’oxydant puis le réducteur Cu2+/Cu

Règle du gamma. Les couples réducteurs sont classés par pouvoir oxydant croissant ou par potentiel (en volt) croissant (c’est la même chose). L’oxydant du couple au pouvoir oxydant le plus fort réagit avec le réducteur du couple au pouvoir oxydant le moins fort.

Bilan d’une réaction d’oxydo-réduction. On écrit la règle du gamma, on en déduit les deux demi-équations (dans le bon sens), on équilibre les électrons, on fait le bilan (à gauche de la flèche tout ce qui est à gauche des demi-équations et inversement)

SUR LES CONVERSIONS

des g en mol : n = m/M n = nombre de moles M = masses molaire m = masse en g

des mol en g : m = nM

mêmes formules avec les concentrations

Une solution de concentration C en mol.L-1 et de volume V contient
n = nombre de moles = CV