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Pour étudier les propriétés physiques des gaz on utilisera
des corps gazeux à température ordinaire, plus faciles à manipuler que
la vapeur d'eau.
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1.1. Existence des gaz.
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On considère un bécher vide.
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On le plonge, renversé, dans la cuve à eau
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L'eau
ne pénètre pas dans le bécher à cause de l'air qu'il contenait.
Au sens commun «vide» signifie que le récipient ne contient ni
solide ni liquide. Il n'est pas tenu compte de l'air qui nous
entoure qui est, comme beaucoup de gaz, incolore et inodore et pas
immédiatement perceptible.
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1.2. Application.
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Protocole
: Recueillir
un gaz par «déplacement de liquide».
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On verse 3 mL d'acide sur de la craie carrée, la réaction produit
un abondant dégagement de gaz .
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Le tube à essais est coiffé de son tube à dégagement.
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Pendant que l'appareil se purge,
on immerge dans la cuve à eau, deux tubes à essais que l'on remplit
d'eau ; puis on les retourne, à l'envers dans la cuve.
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Chaque tube est déplacé au-dessus de l'extrémité libre du tube
à dégagement.
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Les tubes sont bouchés dans la cuve à eau.
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Le gaz qui se dégage reste emprisonné dans le tube à essais où
il prend la place de l'eau qui est chassée dans la cuve à eau, d'où
la dénomination du protocole.
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Un tube à essais est réservé pour l'expérience suivante ...
Dans le tube restant on introduit un peu d'eau de chaux qui se trouble
presque aussitôt.
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L'acide attaque la craie en libérant du gaz
carbonique
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On verse deux millilitres d'eau de chaux dans un tube à essais.
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Le tube est bouché et agité. Rien ne se passe
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Le gaz carbonique contenu dans l'air est en quantité négligeable.
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Les gaz contenus dans le tube mis en réserve sont transvasés
lentement dans le tube à essais, comme s'il s'agissait d'eau.
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Le tube est bouché et agité. L'eau de chaux se trouble.
Une quantité notable de gaz carbonique s'est écoulée dans
le tube à essais.
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Le
gaz carbonique est plus lourd que l'air car il coule comme
de l'eau dans le tube à essais;
donc les gaz sont pesants, ils
ont une masse.
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Le
gaz carbonique prend la forme du récipient qui le contient.
Il n'a pas de forme propre.
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3.1. Volume.
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A la seringue on mesure 5 mL d'eau que l'on introduit dans
un tube à essais propre et sec.
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Repérer le niveau de la surface libre au feutre indélébile.
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Immerger le tube à essais dans la cuve à eau afin de recueillir
du gaz par déplacement de liquide.
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A la seringue on mesure 5 mL d'air que l'on introduit dans
le tube à essais.
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Le volume du gaz est sensiblement le même que celui de
l'eau.
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L'air
semble posséder un volume propre.
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3.2. Compressibilité.
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A la seringue on mesure à nouveau 5 mL d'air.
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On appuie sur le piston, la pression augmente et le volume
diminue.
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On tire sur le piston, la pression diminue et le volume
augmente.
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Les
gaz sont facilement compressibles.
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Le
volume occupé par un gaz dépend de sa pression.
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3.3. Dilatation.
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Dans un ballon, on emprisonne un volume d'air grâce à un
tube de sécurité dans lequel on introduit un peu de sirop
de menthe.
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On plonge l'équipage dans l'eau chaude, de l'air s'échappe
en formant des bulles au passage de la boule.
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L'air
se dilate : son volume augmente avec la température
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On plonge l'équipage dans l'eau très froide, de l'air entre
dans le ballon en formant des bulles au passage de la boule.
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L'air
se contracte : son volume de diminue avec la température.
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Pour une même masse de gaz le volume dépend des conditions
de température et de pression.
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Ce qu'il faut retenir
...
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Les gaz sont pesants.
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Les gaz n'ont pas de forme propre.
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Les gaz n'ont pas de volume propre, sauf si on précise
les conditions de température et de pression.
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© Villafruela Daniel
mise à jour le
20-12-2002
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