Projets et expériences de chimie au lycée

Les expériences de chimie pour le lycée ne doivent pas être compliquées. Les projets suivants utilisent des matériaux faciles à acquérir, mais sont certainement des expériences de chimie de niveau secondaire. Si vous avez besoin d'aide pour télécharger l'un des projets imprimables, consultez cesconseils utiles.

Projet Easy Chemistry : Conductivité et exploration de solutions

Dans cet atelier, vous allez explorer la solubilité de trois solutés, ainsi que la conductivité électrique de trois solutions. Il est important de savoir avant de faire votre laboratoire que l'eau est une molécule polaire, tandis qu'une autre substance que vous testez, le xylène, est une molécule non polaire. Les molécules polaires vont dissoudre les composés ioniques et certains composés moléculaires qui ont des liaisons polaires covalentes. Cependant, les molécules non polaires vont dissoudre les molécules non polaires qui ont des liaisons covalentes non polaires. D'autre part, l'alcool a une capacité variable à dissoudre les substances. On dit qu'il montre une polarité intermédiaire .

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Contexte du projet

Termes que vous devez connaître et comprendre pour ce projet :

• Solubilité - Une substance est dite soluble si elle peut se dissoudre dans une substance particulière. La qualité de ce faisant est sa solubilité. Par exemple, le sel est soluble dans l'eau. L'huile est insoluble.
• Soluté - Un soluté est la substance dissoute.
• Solvant - Un solvant est la substance dans laquelle quelque chose est dissous (comme l'eau).
• Molécules polaires - Les molécules polaires ont à la fois une légère charge négative et une légère charge positive à chaque extrémité de leur structure. (L'eau est une molécule polaire.)
• Molécules non polaires - Molécules qui s'arrangent symétriquement de sorte qu'il n'y a pas de charge positive ou négative.

Procédure de laboratoire

Cliquez pour imprimer l'atelier suivant et suivez exactement les instructions. Notez dans votre cahier de laboratoire toutes vos observations.

Penser au laboratoire

Utilisez ces questions pour tirer des conclusions de votre expérience en laboratoire :

1. Sur la base des résultats de votre laboratoire, dressez une courte liste des types de choses que chaque solvant pourrait éventuellement nettoyer.
2. Pensez aux nettoyants ménagers courants comme Windex. Pourquoi votre nettoyant pour vitres doit-il être à base d'alcool ?
3. Pourquoi les boulangers utilisent-ils souvent un aérosol de cuisson antiadhésif ?
4. Qu'y a-t-il dans le fluide hydraulique qui le rend supérieur à l'eau pour les types de tâches qu'il effectue ? (Le fluide hydraulique est utilisé dans les freins hydrauliques ou dans les systèmes qui déplacent des objets lourds.)

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Projet modéré : abaissement du point de congélation de l'eau (chimie de la crème glacée)

Vous avez probablement déjà vu le point de congélation de l'eau s'abaisser auparavant. Si vous avez déjà vu des camions répandre du sel avant une grosse tempête hivernale, vous avez vu la chimie en action. Le sel abaisse le point de congélation de l'eau, augmentant ainsi la température à laquelle elle gèle et, bien sûr, les routes beaucoup plus sûres.

Dans ce projet, vous allez calculer la molalité et tester le point de congélation de trois béchers de solution sel/eau et trois béchers de solution saccharose/eau. Ensuite, vous découvrirez la dépression du point de congélation - ou comment la solution est affectée par son soluté.

Contexte du projet

La mesure dans laquelle le point de congélation d'une solution est abaissé dépend de trois facteurs :

• La molalité ( m ) de la solution exprimée en moles de soluté/kg de solvant
• Le facteur van't Hoff ( je ) du soluté - le facteur de van't Hoff du sucre est je = 1, et le facteur van't Hoff de Salt est je = 2
• La constante molaire d'abaissement du point de congélation du solvant ; pour l'eau c'est Kf = 1,86°C/m où Kf = la constante de dépression du point de congélation

Pour prédire de combien le point de congélation d'un soluté sera abaissé en ajoutant un solvant donné, vous pouvez utiliser l'équation : ΔT = (Kf)(m)(i) où:

• ΔT est l'abaissement du point de congélation en degrés Celsius (°C)
• Kf est la constante d'abaissement du point de congélation molaire en degrés Celsius par molal (° C/m)
• m est la molalité de la solution en moles par kilogramme (mol/kg)
• i est le facteur de van't Hoff du soluté, qui n'a pas d'unités

Procédure de laboratoire

Cliquez pour imprimer la procédure de laboratoire. Suivez exactement les instructions et notez soigneusement dans votre cahier de laboratoire. Assurez-vous au fur et à mesure de noter le point de congélation pour chacune de vos solutions, y compris le bécher d'eau plate, qui dans ce laboratoire est votre contrôle.

Trouver la dépression du point de congélation attendue

1. Ensuite, trouvez le nombre de moles de soluté pour chacune de vos solutions. Notez que le nombre de moles d'une substance est défini comme le poids de la substance (en g) divisé par le poids moléculaire en grammes de la substance. Le poids moléculaire du sel est de 58,443 g et le poids moléculaire du saccharose est de 342,3 g. Notez que le poids moléculaire de 100 ml d'eau est de 0,1 kg.
2. Ensuite, calculez la molalité qui est en moles de soluté par kg de solvant.
3. Notez comment les molalités des solutions sel/eau et des solutions saccharose/eau se comparent.
4. Ensuite, calculez la dépression attendue du point de congélation en utilisant la formule ci-dessus pour ΔT. Comment vos calculs se comparent-ils à ce que vous avez réellement observé ? Pouvez-vous proposer un énoncé qui exprime une relation causale entre la molalité d'une solution et son abaissement du point de congélation ?

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Projet avancé : glace chaude (acétate de sodium)

L'acétate de sodium (l'un des produits d'un mélange de bicarbonate de soude et de vinaigre) a une propriété unique en ce sens qu'il est capable de geler sans réellement geler en température. En fait, lorsque cette substance gèle, elle devient plus chaude que froide.

La glace chaude est une excellente expérience si vous recherchez le facteur wow. Cependant, il faut certainement une certaine finesse pour bien faire les choses. Ne soyez pas surpris si vous devez l'essayer plusieurs fois avant de le faire fonctionner.

Contexte du projet

La glace chaude (congélation de l'acétate de sodium) est une réaction exothermique - ce qui signifie que lorsque l'acétate de sodium gèle, la substance dégage de la chaleur. En fait, c'est le même type de réaction chimique utilisé dans MRE , chauffe-mains et produits similaires. L'acétate de sodium est l'un des sous-produits du bicarbonate de soude et du vinaigre. La formule de la réaction est la suivante : Na+[HCO3]- + CH3-COOH → CH3-COO- Na+ + H2O + CO2.

Procédure de laboratoire

Cliquez pour imprimer la procédure de laboratoire à droite. Bien que la fabrication de glace chaude soit relativement sûre (le produit chimique lui-même n'est pas toxique), il faut faire preuve de prudence chaque fois que vous manipulez des substances chaudes. Assurez-vous de noter les températures de l'acétate de sodium tout au long de l'expérience.

Choses à remarquer et à faire avec de la glace chaude

La chose importante à noter est le liquide surfondu (liquide qui est refroidi en dessous de son point de fusion) et la réaction exothermique que vous obtenez lorsque vous réintroduisez un cristal dans la solution. Le cristal agit comme un site de nucléation. Vous pouvez faire des sculptures de glace chaude en introduisant un cristal au fur et à mesure que vous versez. Quand vous faites cela, quelle est la température de la glace chaude ?

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Sécurité chimique

N'oubliez pas que lorsque vous travaillez avec des produits chimiques, même ceux que vous pensez sûrs, vous devez toujours utiliser des lunettes de sécurité et peut-être des gants de protection. Il est important de prendre l'habitude d'utiliser des équipements de sécurité pour qu'ils soient automatiques.

N'oubliez pas non plus que lorsque vous travaillez sur une cuisinière, vous devez toujours porter des gants de cuisine ou utiliser des pinces. Le bon sens au laboratoire contribue grandement à une expérience agréable.