Quelques matériaux au quotidien exercices corrigés
Quelques matériaux au quotidien
I. Distinction entre objet et matériau
Les objets utilisés au quotidien (fenêtre, tableau, vélo, bouteille…) sont fabriqués par un ou plusieurs matériaux. Exemple une fenêtre est fabriquée par : une partie de fer, le bois et du plastique ;
Remarque :
Par un seul matériau on peut fabriquer plusieurs objets (fenêtre, vase, bouteille, assiette…)
Un objet peut être fabriqué par un ou plusieurs matériaux (une chaise est fabriquée par le bois, le fer, le plastique)
II. Classification des matériaux
les matériaux peuvent être classés en 3 grandes familles selon leurs propriétés
$\begin{array} {|r|r|}\hline & \begin{array} CConduction \\ électrique \end{array} & \begin{array} CConduction \\ de \quad chaleur \end{array} & \begin{array} RRésiste \\ au \quad choc \end{array} & \begin{array} RRéaction \quad avec \\ la \quad matière \end{array} & opacité \quad \\ \hline Métaux & bon \quad & bon \quad & oui \quad & oui \quad & oui \quad \\ \hline Verre & non \quad & mauvais \quad & non \quad & non \quad & non \quad \\ \hline Plastique & non \quad & non \quad & Quelques \quad un & non \quad & Quelques \quad un \\ \hline \end{array}$
III. Propriétés des matériaux
1. Les métaux
Pour distinguer entre les métaux on utilise des tests de couleur, l’attraction de l’aimant, masse volumique, température de fusion…
$\begin{array} {|r|r|}\hline & Fer \quad & Cuivre \quad & Aluminium & Zinc \quad \\ \hline Couleur \quad \quad \quad & gris \quad & Rouge \quad brique & gris \quad & gris \quad \\ \hline Action \quad magnétique \quad & oui \quad & non \quad & non \quad & non \quad \\ \hline Masse \quad volumique \left(\mathrm{g} / \mathrm{cm}^{3}\right) & 7,87 \quad & 8,96 \quad & 2,7 \quad & 7,14 \quad \\ \hline Température \quad de \quad fusion \left({ }^{\circ} \mathrm{C}\right) & 1535 \quad & 1083 \quad & 660 \quad & 420 \quad \\ \hline \end{array}$
2. Le plastique
Pour distinguer entre les plastiques on utilise des tests : flottabilité, dissolution, couleur de la flamme…
$\begin{array} {|r|r|}\hline & \begin{array} FFlotte \quad sur \\ l’eau \quad douce \end{array} & \begin{array} FFlotte \quad sur \\ l’eau \quad salée \end{array} & \begin{array} DDissout \quad dans \\ l’acétone \end{array} & la \quad flamme & Eau \quad bouillante \quad \quad \\ \hline Polyéthylène \quad PE \quad \quad & oui \quad & & & & \\ \hline Polystyrène \quad PS \quad \quad & & oui \quad & oui \quad & & \\ \hline \begin{array} PPolychlorure \quad de \\ vinyle \quad PVC \end{array} \quad & & & & Couleur \quad verte & \\ \hline \begin{array} PPolyéthylène \\ téréphtalate \quad PET \end{array} \quad & & & & & \begin{array} SS’enroule \quad sur \quad \\ lui \quad même \end{array} \\ \hline \end{array}$
IV. Importance de choix de matériau d’emballage
Le matériau d’emballage est choisi selon ces propriétés et celle du produit ; exemple le carton le plastique ;
Le plastique est utilisé pour l’emballage des produits alimentaires car il est léger, bon isolant électrique, résistant au choc, recyclable, ne réagit pas avec la matière, transparent ou opaque.
Exercice 1:
Remplir les vides par les mots qui convient : Mécaniques – mélange – métaux – matières plastiques – objet – matériau – verres – physiques – Chimiques
On peut fabriquer le même $……………$ avec des matériaux différents.
On peut fabriquer des objets différents avec le même $……………$
On peut fabriquer un objet à partir d’un $……………$ de matériaux différents.
On peut classer les matériaux en trois grandes familles qui sont les$……………$, les $……………$ et les $……………$
Chacun de ces matériaux possède des propriétés$……………$ , $……………$ et $……………$ qui lui sont propres.
On peut fabriquer le même objet avec des matériaux différents.
On peut fabriquer des objets différents avec le même matériau.
On peut fabriquer un objet à partir d’un mélange de matériaux différents.
On peut classer les matériaux en trois grandes familles qui sont les métaux, les verres et les matières plastiques
Chacun de ces matériaux possède des propriétés physiques ,mécaniques et chimiques qui lui sont propres.
Exercice 2:
Distinguer les objets et les matériaux :
Verre ; règle ; table ; mercure ; fenêtre ; argent ; voiture ; or ; bouteille en plastique ; téléphone ; lampe ; polychlorure de vinyle, aluminium.
$\begin{array} {|r|r|}\hline Objet & Matériaux \\ \hline & \\ \hline \end{array}$
$\begin{array} {|r|r|}\hline Objet \quad \quad \quad \quad & Matériaux \quad \quad \quad \quad \\ \hline \begin{array} RRègle \quad ; \quad fenêtre \quad ; \quad télévision \quad ;\\ voiture \quad ; \quad plaque \quad en cuivre \\
\quad bouteille \quad en \quad plastique \quad ; \quad téléphone \quad ; \quad lampe. \end{array} & \begin{array} VVerre \quad ; \quad mercure \quad ; \quad argent \quad \\ polychlorure \quad de \quad vinyle \quad ; \quad aluminium. \end{array} \\ \hline \end{array}$
Exercice 3:
Mettez un $X$ dans la case appropriée pour la propriété qui distingue chaque élément?
$\begin{array} {|r|r|}\hline & \begin{array} BBon \\ conducteur \\ de \quad chaleur\end{array} & \begin{array} NNon \\ perméable \end{array} & \begin{array} CConducteur \\ électrique \end{array} & Diélectrique & \begin{array} MMauvais \\ conducteur \\ de \quad chaleur \end{array} \\ \hline Matières \quad plastiques & & & & & \\ \hline Métaux & & & & & \\ \hline Verres & & & & & \\ \hline \end{array}$
$\begin{array} {|r|r|}\hline & \begin{array} BBon \\ conducteur \\ de \quad chaleur \end{array} & \begin{array} NNon \\ perméable \end{array} & \begin{array} CConducteur \\ électrique \end{array} & Diélectrique & \begin{array} MMauvais \\ conducteur \\ de \quad chaleur \end{array} \\ \hline Matières \quad plastiques & & * & & * & * \\ \hline Métaux \quad \quad & * & * & * & & \\ \hline Verres \quad \quad & & * & & * & \\ \hline \end{array}$
Exercice 4:
On met $3$ types de plastique $PVC, PS, PE$ dans deux béchers. Le $1^{\text {ier }}$ contient l’eau douce et le $2^{\text {ième }}$ contient l’eau salée saturée.
$1)$ Donner les noms complets de: $PVC$, $PS$ et $PE$.
$2)$ Déduire les noms de : $A, B$ et $C$.
$3)$ Proposer un test pour déterminer la nature de $C$ ?
$1)$ Les noms complets de : $PCV, PS$ et $PE $:
* $PVC$ : Polychlorure de vinyle
* $PE$ : Polyéthylène
* $PS$ : Polystyrène
$2)$ Les noms de $A, B$ et $C$ sont :
* $A:PE$
* $B:PS $
* $C:PVC$
$3)$ Afin d’identifier la nature du $C$ on utilise test de la flamme, si elle devient verte c’est le $PVC$.
Exercice 5:
Je relie avec une flèche :
Exercice 6:
Un fil de connexion est constitué de deux matériaux $A$ et $B$.
$1)$ Quelle est le nom du matériau $A$.
$2)$ A quelle famille appartient ce matériau ?
$3)$ Quelle sa propriété électrique ?
$4)$ Quel est le nom du matériaux $B$ et justifier l’utilisation de ce dernier ?
$1)$ Le matériau $A$ est le cuivre.
$2)$ Il appartient aux métaux.
$3)$ Sa propriété électrique est : un conducteur électrique.
$4)$ Le matériaux $B$ est le plastique, on l’utilise car c’est un isolant électrique.
Exercice 7:
Ahmed a trouvé un morceau de métal. Pour savoir sa nature, il a réalisé les manipulations suivantes :
$1)$ Quelle est le volume de ce métal ?
$2)$ Quelle est sa masse ?
$3)$ Identifier la nature de ce métal. On donne:
$1)$ Le volume de ce métal est :
On a : $V_{1}=62 \mathrm{ml}$ (volume du liquide)
Et : $\quad V_{2}=76 \mathrm{ml}$ (volume du liquide + le métal)
Alors: $V=V_{2}-V_{1}$
A.N: $\quad=76-62$
Donc : $V=14 \mathrm{ml}$ (volume du métal)
$2)$ La masse du métal est : $m=159.6 g$
$3)$ La nature de ce métal :
On a: $\rho=\frac{m}{v}$
A.N : $\quad=\frac{195.6}{14}$
Donc: $\boldsymbol{\rho}=11.4 \mathrm{~g} / \mathrm{ml}$
Alors ce métal est le plomb.
Exercice 8:
Combustion de matière organique dans le dioxyde d’air:
La combustion d’un morceau de papier dans le dioxyde d’air entraîne de l’eau, du gaz qui se trouble avec de l’eau de chaux et de la fumée noire.
$1)$ Mentionnez les noms des objets en réaction?
$2)$ Donnez les noms et les formules des produits?
$3)$ Ecrire le bilan de cette réaction?
$4)$ Trouver les noms des atomes qui entrent dans la composition du papier? Expliquez votre réponse?
$5)$ Mentionnez les dangers de la combustion de matières organiques et leurs effets sur l’environnement et la santé?
$1)$ Mentionnez les noms des objets en réaction?
un morceau de papier – le dioxygène
$2)$ Donnez les noms et les formules des produits?
L’eau : $H_{2}O$
dioxyde de carbone : $CO_{2}$
Monoxyde de carbone : $CO$
$3)$ Ecrire le bilan de cette réaction?
Papier +dioxygène → L’eau + dioxyde de carbone + monoxyde de carbone
$4)$ Trouver les noms des atomes qui entrent dans la composition du papier? Expliquez votre réponse?
Les atomes qui entrent dans la composition du papier : Carbone $(C)$ et hydrogène (H) car la formule chimique de dioxygène est $O_{2}$.
$5)$ Mentionnez les dangers de la combustion de matières organiques et leurs effets sur l’environnement et la santé?
La combustion de certaines matières plastiques produit, en plus de monoxyde
de carbone, d’autres gaz très toxiques, voire mortels qui sont :
► Le chlorure d’hydrogène $H ℓ$, gaz toxique et irritant, pour le $PVC$.
► Le cyanure d’hydrogène $HCN$, gaz mortel, pour le polyuréthane et le nylon
(polyamide).
► Le dioxyde de soufre $SO_{2}$, gaz toxique et irritant, pour le polyester.
● Les dangers de combustion des matières plastiques sont multiples ils peuvent
gravement perturber notre santé et environnement.
Les principaux dangers sont :
► Dangers d’incendies : certains plastiques sont très inflammables.
► Dangers d’asphyxie : le dioxyde de carbone formé occupe la place du dioxygène.
► Dangers d’intoxication : le monoxyde de carbone, le chlorure d’hydrogène.
Exercice 9:
Le plastique est une matière organique et sa combustion dans l’air est dangereuse pour l’environnement et la santé humaine. Parmi les types de plastiques, nous trouvons:
• Le plastique $PVC $ contient le numéro $3$
• Le plastique $PS$ contient le numéro $6$
$1)$ Déterminez entre les deux types, celui qui n’est pas déformé par l’eau bouillante et le type qui flotte à la surface de l’eau salée.
$2)$ Quels sont les nombres écrits sur le plastique?
$3)$ Nous brûlons un morceau de plastique $PS$ puis un morceau de $PVC$ dans l’air, et nous remarquons l’émergence de nouveaux corps, notamment:
* Gouttes d’eau $O$
* gaz $HCl$
* gaz $C$
* gaz $S$
• Montrer que le plastique est une substance organique à travers ces corps résultants.
$1)$ Celui qui n’est pas déformé par l’eau bouillante : $PVC $
le type qui flotte à la surface de l’eau salée : $PS$
$2)$ Quels sont les nombres écrits sur le plastique?
Symbolise et identifie le matériau avec lequel l’emballage est fabriqué ainsi que la possibilité d’être recyclé pour de nouveaux produits.
$3)$ Montrer que le plastique est une substance organique à travers ces corps résultants.
Les substances organiques contiennent le plus souvent au moins un atome de carbone $(C)$ lié à un atome d’hydrogène $(H)$.la présences d’atomes de carbone et hydrogène dans les produits indique que le plastique est un matière organique.
Exercice 10:
Un bonbon est emballé dans deux matériaux de base, un plastique et une coque en aluminium.
$1)$ Déterminer si la boîte de l’emballage de bonbons est un matériau ou un objet?
$2)$ Distinguez les deux matières de la boîte d’emballage de bonbons.
$3)$ Comment en peut distinguer entre ces deux matières.
$4)$ Donner une propriété commune entre les deux matières.
$1)$ Un objet
$2)$ Plastique et Aluminium
$3)$ Plastique :facilement combustibles, ils conduisent mal la chaleur et sont des isolants électriques.
Aluminium : Couleur gris , bon conducteur de l’électricité et de la chaleur.
$4)$ Non perméable.
Exercice 11:
Le $PET$ polyéthylène téréphtalate est une matière plastique utilisée pour fabriquer des fibres de tissu synthétique et des bouteilles d’eau minérale.
Sa formule chimique est $(C_{10}H_{8}O_{4})_{n}$ où n est un nombre entier naturel.
$1)$ Qu’est-ce que la matière organique?
$2)$ Quels types d’atomes sont inclus dans la formule du polyéthylène téréphtalate?
$3)$ Le polyéthylène téréphtalate est-il une matière organique? Expliquez votre réponse
$4)$ Énumérer certains des produits de la combustion de polyéthylène téréphtalate dans l’air?
$5)$ Énumérez certains des dangers de la combustion de matières organiques pour la santé et l’environnement.
$1)$ Ils sont d’origine végétale ou animale. Les chimistes ont élaboré, essentiellement à partir des pétroles, de nombreux composés organiques dont les “matières plastiques”.
$2)$ Polyéthylène téréphtalate est un matériau organique ,donc les atomes inclus dans sa formule le carbone $(C)$ et hydrogène $(H)$.
$3)$ Polyéthylène téréphtalate est une matière organique car sa formule chimique compose des atomes de carbone $(C)$ et Hydrogène $(H)$.
$4)$ L’eau , dioxyde de carbone et monoxyde de carbone.
$5)$
► Dangers d’incendies : certains plastiques sont très inflammables.
► Dangers d’asphyxie : le dioxyde de carbone formé occupe la place du dioxygène.
► Dangers d’intoxication : le monoxyde de carbone, le chlorure d’hydrogène.
Quelques matériaux au quotidien exercices corrigés