L
de l'air
L'air est un mélange dont Antoine de Lavoisier (1743-1794) a été le premier à établir
la composition. La masse volumique connue a pour valeur p = 1,29 g.L-¹.
L'objectif de l'activité est de préciser les conditions dans lesquelles les valeurs de la masse
volumique et de la composition ont été établies.
Doc. 1
L'expérience de Lavoisier
Une cornue à col long contenant du mercure est reliée à une cloche en
verre contenant de l'air. Le mercure, porté à ébullition, se recouvre d'une
couche rougeâtre. Quand il ne constate plus de changement, Lavoisier
arrête l'expérience.
D« L'air qui restait après cette opération et qui avait été réduit aux
cinq sixièmes de son volume n'était plus propre à la respiration ni à la
combustion car les animaux qu'on y introduisait y périssaient en peu
d'instants et les lumières s'y éteignaient sur le champ comme si on les
eût plongées dans l'eau. >>
●
Traité élémentaire de Chimie, présenté dans un ordre nouveau
et d'après les découvertes modernes Cuchet librairie, 1789.
Doc. 2 La composition de l'air sec
La composition de l'air sec a été, pour les besoins de la météorologie,
arrêtée internationalement aux valeurs indiquées ci-dessous.
Gaz majoritaires
Azote (N₂)
Oxygène (0₂)
Argon (Ar)
Doc. 3 La masse volumique de l'air
• On mesure la masse m, d'un ballon gonflé :
m₂ = 445 g.
. On vide le ballon d'un volume V = 5,0 L d'air.
Le volume Vest mesuré par déplacement d'eau.
du ballon :
On mesure la masse m₂
m₂ = 438 g.
Volumes (en %)
78,09
20,95
0,93
Questions
1 [APP] Quel est le gaz propre à la respiration et à la
combustion ? Quel gaz n'a pas réagi (doc. 1)?
2 a. [REA] Donner en fraction, puis en pourcentage, la
composition volumique de l'air trouvée par Lavoisier
(doc. 1).
b. [ANA-RAI] Justifier les valeurs différentes pour la
composition volumique de l'air dans le doc. 1 et le doc. 2.
3 a. [REA] Calculer la masse volumique de l'air déter-
minée dans le doc. 3.
m₁
Doc. 4
À la pression atmosphérique au
niveau de la mer, Pair
vaut :
Valeurs par de la masse
volumique de l'air
1,292 g.L-¹ à 0 °C;
• 1,225 g.L-¹ à 15 °C;
●
1,204 g L-¹ à 20 °C;
1,184 g L-¹ à 25 °C.
●
m₂
b. [ANA-RAI] A-t-elle été déterminée précisément ?
Préciser les sources d'erreurs.
4 [APP] De quelles grandeurs macroscopiques la masse
volumique dépend-elle (doc. 4) ?
Synthèse [COM] Expliquer pourquoi la valeur de
1,3 g L-¹ pour la masse volumique de l'air est seule-
ment un ordre de grandeur.
> Cours 5, p.21
1.Corps purs et mélanges