Bonjour/Bonsoir,
En Physique-Chimie nous devons finir un travail qui était à faire par 2 pour la semaine prochaine, seulement on a pas beaucoup avancé parce que je suis très mauvaise en Physique et je comprend absolument rien, voici le texte :
On fait l'hypothèse qu'un acide gras (huile) forme à la surface de l'eau une pellicule dont l'épaisseur a le même ordre de grandeur que l'épaisseur d'une molécule de cet acide. Nous allons étudier un texte scientifique qui parle de ce phénomène puis nous essaierons de réaliser une expérience en classe pour vérifier ce phénomène .
« L'esprit Benjamin Franklin »
Examinons ce qui se passe lorsqu'on ajoute à l'eau une petite quantité d'huile. Les molécules d'huile sont des objets assez extraordinaires ; elles sont plutôt petites (un à deux nanomètres de long) et possèdent deux propriétés violemment antagonistes. Une des extrémités de la molécule est fortement hydrophile (hydrophile=qui aime l'eau), nous l'appellerons « tête polaire » de la molécule. Le reste de la molécule est résolument hydrophobe (hydrophobe=qui n'aime pas l'eau), c'est une chaîne « aliphatique » formée d'atomes de carbone et d'hydrogène. Si je plonge une telle molécule, seule dans l'eau, elle devient très « malheureuse ». Sa chaîne aliphatique ne songe qu'à fuir l'eau qu'elle exècre. Aidée par l'agitation thermique, elle parvient à la surface. La situation, sans être idéale est déjà meilleure. La tête polaire peut rester immergée avec délice dans l'eau. La chaîne hydrophobe peut se sécher à l'air. En se serrant l'une contre l'autre comme les pingouins d'une rookerie, les molécules d'huile peuvent alors créer une situation presque parfaite : tête dans l'eau, chaîne à l'air presque perpendiculaire à la surface. Les molécules forment une couche bien régulière dont l'épaisseur est égale à une longueur moléculaire. C'est une mono couche…
Depuis les Grecs, on sait qu'un film d'huile, répandu sur la mer, tend à calmer les vagues. Franklin, lui, fait l'expérience suivante : il va au bord d'un étang ( à Clapham près de Londres) et verse, doucement, une goutte d'huile d'olive sur l'étang. L'huile s'étale, la « peau » de l'eau est devenue comme rigide, c'est ce phénomène qui permet à Franklin d'évaluer assez bien la surface du film d'huile, elle est d'environ 100 m² !
Répondre aux questions suivantes :
1) En schématisant une molécule d'huile par une tête circulaire accrochée à une chaîne, représenter quelques molécules d'huile disposées à la surface de l'eau, conformément à la description qu'en fait l'auteur . => FAIT !
2) Parant de ce modèle de représentation, quelle est la hauteur de la flaque d'huile qui recouvre l'étang dans l'expérience de Franklin? => La hauteur de la flaque d'huile mesure entre 1 et 2 nm
3)Sachant que le volume V d'une goutte est de l'ordre de 10^-1 cm3, Franklin est parvenu à déterminer l'ordre de grandeur de l'épaisseur de la couche d'huile. Qu'a t-il mesuré et quel calcul a-t-il fait? => Il a mesuré l'épaisseur de la couche d'huile non? Calcul : volume = 10^-7 m3, surface = 100 m²
épaisseur = volume/surface
épaisseur = 10^-7/100
= 10^-9 ?
4) Afin de déterminer cet ordre de grandeur au laboratoire, on réalise le protocole expérimental suivant : Dans une fiole jaugée de 50ml on introduit 1 goutte d'acide gras liquide à température ordinaire (huile de cuisine); on y ajoute de l'acétone jusqu'au trait de jauge; on a ainsi préparé une solution A très diluée de l'acide gras dans l'acétone .
A l'aide d'une burette graduée, on dépose une goutte de cette solution A à la surface d'une eau saupoudré de talc. Le talc est repoussé.
Quand on refait l'expérience en déposant une goutte d'acétone seul, on observe que le talc est repoussé mais qu'il reprend presque immédiatement sa position initiale.
Remarque : L'acétone est un composé très soluble dans l'eau alors que l'acide gras ne l'est pas .
4-1) Pourquoi a-t-on été obligé de diluer la goutte d'huile dans l'acétone ?
4-2) Calculons le volume d'huile contenu dans une goutte de solution A
4-2.a) De quelle donnée avons-nous besoin et comment les définir?
4-2.b) En utilisant des arguments tirés du protocole, montrer que c'est l'acide gras et non l'acétone qui forme une pellicule très fine et permanente à la surface de l'eau .
Voila pour l'instant, il y'a d'autre questions mais je les donnerais plus tard. Pouvez-vous me mettre sur la voie et me corriger svp?
3) non il n'a pas mesuré l'épaisseur, il l'a calculé, il a mesuré la surface de la flaque d'huileout
4.1) 1 goutte d'huile s'étale sur 100 m², il faut donc prendre très peu d'huile pour faire cette expérience dans un "petit" récipient
4-2.a) on a besoin de connaître le volume d'huile introduit dans la fiole jaugée et le volume de d'une goutte de la solution A
quantité d'huile dans 1 goutte A = volume huile introduite en mL/50mL * volume goutte A
4-2.b) l'expérience avec l'acétone pur montre qu'il se dilue dans l'eau et qu'il ne repousse le talc que pendant un temps très court
Merci beaucoup lamat, désolé si j'ai mis du temps à répondre ^^'
Il me reste plus que ça à faire mais je sais pas si mes calculs sont justes....
4-3) Évaluons la surface S
4-3.a) Pour évaluer l'aire S de la surface de la pellicule, on assimile sa forme à celle d'un disque circulaire.
Quelle grandeur faut-il mesurer pour déterminer S ? Calculez S. => Pour déterminer S il faut mesurer le rayon de la surface du film d'huile :
Rayon de la surface du film d'huile = 100/2
= 50
Mince j'ai buguez j'ai pas finis x)
4-3) Évaluons la surface S
4-3.a) Pour évaluer l'aire S de la surface de la pellicule, on assimile sa forme à celle d'un disque circulaire.
Quelle grandeur faut-il mesurer pour déterminer S ? Calculez S. => Pour déterminer S il faut mesurer le rayon de la surface du film d'huile :
Rayon de la surface du film d'huile = 100/2
= 50
Surface = Pi * R²
= 7853,981634 ?
4-3.b) Exprimez l'épaisseur e en fonction de la surface S du disque et du volume Vh, volume d'huile => ça j'ai rien compris
4-4) Calculons l'ordre de grandeur de la taille d'une molécule
Exprimer en mètres, avec un seul chiffre significatif, l'épaisseur d'une molécule d'acide gras.Est-ce le bon ordre de grandeur?
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