Identifier des Substances par leur Densité (6ème)
Qu'est-ce que c'est ? La densité à la rescousse !
Sais-tu que chaque substance pure (comme l'eau, le fer, l'or...) a une "carte d'identité" qui lui est propre ? Une de ces caractéristiques est sa densité. Si tu mesures la masse et le volume d'un objet inconnu, tu peux calculer sa densité. Ensuite, en comparant cette valeur à une table de densités connues, tu peux souvent deviner de quelle substance il s'agit ! C'est un peu comme un travail de détective scientifique.
Énoncé de l'exercice : Les cubes mystérieux de Léo
- Cube 1 :
- Volume (\(V_1\)) : \(8 \, \text{centimètres cubes (cm}^3\text{)}\)
- Masse (\(m_1\)) : \(21.6 \, \text{grammes (g)}\)
- Cube 2 :
- Volume (\(V_2\)) : \(8 \, \text{cm}^3\) (même volume que le cube 1)
- Masse (\(m_2\)) : \(62.4 \, \text{g}\)
| Substance | Densité (\(\text{g/cm}^3\)) |
|---|---|
| Aluminium | \(2.7\) |
| Fer | \(7.8\) |
| Cuivre | \(8.9\) |
| Plomb | \(11.3\) |
| Or | \(19.3\) |
Schéma : Les cubes de Léo et la balance
Léo a deux cubes de même taille mais de masses différentes. Il va utiliser la densité pour les identifier.
Questions à traiter
- Rappelle la formule qui permet de calculer la densité (\(\rho\)) d'une substance si l'on connaît sa masse (\(m\)) et son volume (\(V\)). Quelles sont les unités de densité utilisées dans le tableau fourni ?
- Calcule la densité du Cube 1.
- En utilisant le tableau des densités, quel métal compose probablement le Cube 1 ?
- Calcule la densité du Cube 2.
- En utilisant le tableau des densités, quel métal compose probablement le Cube 2 ?
- Si Léo avait un troisième cube fait d'aluminium et ayant le même volume que les deux autres (\(8 \, \text{cm}^3\)), quelle serait la masse de ce cube d'aluminium ? (Utilise la densité de l'aluminium du tableau).
Correction : Les cubes mystérieux de Léo
Question 1 : Formule de la densité et unités
Principe :
La densité est une propriété caractéristique d'une substance. Elle exprime la masse de cette substance par unité de volume.
Formule et Unités :
La formule pour calculer la densité (\(\rho\)) est :
Où :
\(\rho\) (rhô) est la densité,
\(m\) est la masse,
\(V\) est le volume.
Dans le tableau fourni, les unités de densité sont des grammes par centimètre cube (\(\text{g/cm}^3\)).
Question 2 : Calcul de la densité du Cube 1
Principe :
Nous appliquons la formule de la densité avec les mesures du Cube 1.
Données spécifiques (Cube 1) :
- Masse (\(m_1\)) : \(21.6 \, \text{g}\)
- Volume (\(V_1\)) : \(8 \, \text{cm}^3\)
Calcul :
Question 3 : Identification du Cube 1
Principe :
Nous comparons la densité calculée pour le Cube 1 avec les densités des métaux dans le tableau fourni.
Comparaison :
La densité calculée pour le Cube 1 est de \(2.7 \, \text{g/cm}^3\). En regardant le tableau :
- Aluminium : \(2.7 \, \text{g/cm}^3\)
- Fer : \(7.8 \, \text{g/cm}^3\)
- Cuivre : \(8.9 \, \text{g/cm}^3\)
- Plomb : \(11.3 \, \text{g/cm}^3\)
- Or : \(19.3 \, \text{g/cm}^3\)
La densité du Cube 1 correspond exactement à celle de l'aluminium.
Quiz Intermédiaire 1 : Si deux objets ont le même volume mais des masses différentes, celui qui a la plus grande masse aura :
Question 4 : Calcul de la densité du Cube 2
Principe :
Nous appliquons la formule de la densité avec les mesures du Cube 2.
Données spécifiques (Cube 2) :
- Masse (\(m_2\)) : \(62.4 \, \text{g}\)
- Volume (\(V_2\)) : \(8 \, \text{cm}^3\)
Calcul :
Question 5 : Identification du Cube 2
Principe :
Nous comparons la densité calculée pour le Cube 2 avec les densités des métaux dans le tableau.
Comparaison :
La densité calculée pour le Cube 2 est de \(7.8 \, \text{g/cm}^3\). En regardant le tableau, cette valeur correspond à la densité du fer.
Question 6 : Masse d'un cube d'aluminium de \(8 \, \text{cm}^3\)
Principe :
Nous connaissons la densité de l'aluminium (d'après le tableau) et le volume du cube. Nous pouvons réarranger la formule de la densité (\(\rho = m/V\)) pour trouver la masse (\(m = \rho \times V\)).
Données spécifiques :
- Densité de l'aluminium (\(\rho_{\text{Al}}\)) : \(2.7 \, \text{g/cm}^3\) (du tableau)
- Volume du cube (\(V_3\)) : \(8 \, \text{cm}^3\)
Calcul :
On remarque que c'est la même masse que le Cube 1, ce qui confirme notre identification précédente.
Quiz Intermédiaire 2 : Si une substance A est plus dense qu'une substance B, cela signifie que pour un même volume :
Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)
1. Un objet a une masse de \(50 \, \text{g}\) et un volume de \(10 \, \text{cm}^3\). Quelle est sa densité ?
2. La densité de l'eau est d'environ \(1 \, \text{g/cm}^3\). Si un objet a une densité de \(0.8 \, \text{g/cm}^3\), que fera-t-il dans l'eau ?
3. Pour identifier une substance inconnue à l'aide de sa densité, il faut :
Glossaire des termes importants
- Masse (\(m\))
- La quantité de matière contenue dans un objet. Elle se mesure souvent en grammes (g) ou en kilogrammes (kg).
- Volume (\(V\))
- L'espace occupé par un objet ou une substance. Il se mesure souvent en centimètres cubes (cm³), en millilitres (mL) ou en litres (L).
- Densité (\(\rho\))
- Une propriété qui indique combien de masse est contenue dans un certain volume d'une substance. On la calcule en divisant la masse par le volume (\(\rho = m/V\)). Unités courantes : g/cm³, g/mL, kg/L.
- Centimètre cube (\(\text{cm}^3\))
- Une unité de volume. C'est le volume d'un cube qui fait 1 centimètre de côté. \(1 \, \text{cm}^3\) est égal à \(1 \, \text{mL}\).
- Gramme (\(\text{g}\))
- Une unité de masse courante en chimie.
- Substance pure
- Une matière qui n'est pas mélangée avec d'autres substances (par exemple, de l'aluminium pur, de l'eau pure).
D’autres exercices de chimie 6 ème:
0 commentaires