Cours de chimie analytique

Pages: 8 (1786 mots) Publié le: 28 janvier 2012
Cours de chimie analytique

COURS DE CHIMIE ANALYTIQUE
1. Mélanges simples
2. Réactions
2.1. Avancement élémentaire de réaction
2.2. Taux d'avancements
La chimie est une science très complexe à n-corps que les mathématiques ne peuvent expliquer sans l'apport de simulations numériques sur ordinateur ou d'approximations quant à l'utilisation de la théorique quantique (voir sectiond'atomistique). D'ici que ces outils soient suffisamment puissants et accessibles à tout le monde, la chimie reste une science principalement expérimentale basée sur l'observation de différentes propriétés de la matière dont voici quelques définitions fortes importantes (que nous retrouvons d'ailleurs dans d'autres domaines que la chimie).
Définitions:
D1. Une "propriété subjective" est une propriétébasée sur une impression personnelle/individuelle, par exemple, la beauté, la sympathie, la couleur, l'utilité, etc...
D2. Une "propriété objective" est une propriété ressentie (qui ne peut être contredite), par exemple, sa masse, son volume, sa forme, etc...
D3. Une "propriété qualitative" est une propriété qui descriptive donnée à l'aide de mots. Par exemple : forme ovale, magnétique, conducteur,etc...
D4. Une "propriété quantitative" est une propriété qui se chiffre. Par exemple : sa masse, son volume, sa densité, etc...
D5. Une "propriété caractéristique" est une propriété exclusive qui permet d'identifier une substance pure. Elle ne change pas même si l'on transforme physiquement la matière, par exemple, sa masse volumique, son point d'ébullition, son point de fusion, etc...
D6. Uncorps est dit un "corps pur" lorsque tout échantillon de ce corps présente des valeurs de constantes bien définies et identiques à celles de l'ensemble (densité, point de fusion, point d'ébullition, indice de réfraction, etc.).
Remarque: Nous connaissons environ 2'000'000 substances pures différentes en ce début de 21ème siècle (c'est dire… qu'il y a du travail derrière).
D7. Nous nommons "corpscomposés", les corps purs qui, soumis à des procédés chimiques, restituent leurs composants.
D8. Si nous effectuons la séparation des mélanges et la décomposition des combinaisons, nous obtenons finalement des corps qui sont indécomposables par les méthodes chimiques classiques; nous les nommons "éléments" ou "corps simples".
Ainsi, la plus petite partie d'une combinaison chimique présentantencore toutes les propriétés de celle-ci est la "molécule" de cette combinaison. La plus petite partie d'un élément ou corps simple est "l'atome" de cet élément.
Quelques rappels d'ordre général au préalable :
R1. Un mélange est dit "hétérogène" en chimie si ces constituants sont immédiatement discernables à l'oeil nu ou au microscope
R2. Une mélange est dit "homogène" en chimie si cesconstituant ne sont pas discernables à l'oeil nu ou au microscope.
MÉLANGES SIMPLES
Avant de partir dans des équations plus ou moins compliquées, le cas le plus simple d'application des mathématiques à la chimie par lequel nous pouvons commencer est la gestion des mélanges pour les opérations d'analyse et de contrôle de réactions chimiques simples avec deux mélanges.
Considérons deux exemples typiques etparticuliers:
1. Soit une solution (jaune) de 10 millilitres d'une solution qui contient une concentration d'acide à 30%. Combien de millilitres d'acide pur (bleu) devons-nous rajouter pour augmenter la concentration (verte) à 50%?

  (55.1)
Puisque l'inconnue est la quantité d'acide pur à rajouter, nous la noterons x. Nous avons alors:
  (55.2)
Ce qui donne:
  (55.3)
Il vient alorstrivialement:
  (55.4)
Donc 4 millilitres d'acide devraient être ajoutés à la solution d'origine.
2. Un jerricane contient 8 litres d'essence et d'huile pour faire fonctionner un agrégat. Si 40% du mélange initial est de l'essence, combien devrions-nous enlever du mélange (reste en rose) pour le remplacer par de l'essence pure (vert clair) pour que le mélange final (vert caci) contienne 60%...
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