Chapitre 2 L`air qui nous entoure - Je fais des sciences

Chapitre 2 L’air qui nous entoure Chimie 4ème
I. De quoi est composé l’air que nous respirons ?
→ Activité documentaire
QUE CONTIENT L’ATMOSPHÈRE ?
« Comme la plupart des planètes observables, la Terre est entourée d’une enveloppe de gaz en
perpétuel mouvement : l’atmosphère. Sa composition et sa structure sont incomparables en raison de
l’apparition, il y a plus de trois milliards d’années, d’un phénomène unique dans notre système solaire :
l’éclosion de la vie.
Il y a 4,5 milliards d’années, le nuage de gaz qui entourait la Terre en formation contenait de
l’eau, du dioxyde de carbone, du dihydrogène et du méthane. Le dioxygène commença à faire son
apparition il y a quelques deux milliards d’années dans l’atmosphère car la vie existait déjà sous forme
d’algues bleues qui ont la particularité de fixer le diazote atmosphérique pour rejeter le dioxygène qui
représentait alors seulement 1 % de l’atmosphère. Cinq cents millions d’années plus tard ce taux
passait à environ 3 %. L’atmosphère a atteint sa composition actuelle il y a 400 à 600 millions
d’années.
Il a fallu attendre le XVIIIème siècle et les expériences du chimiste français LAVOISIER en 1777 pour que la
composition soit connue. Il trouva que l’air contenait 27 % de dioxygène. Depuis des analyses précises et admises par tout le
monde (en 1947) indiquent que l’air sec contient de l’ozone qui nous protège des rayonnements ultraviolets, 78,1 % de diazote,
20,9 % de dioxygène, 0,93 % d’argon, 0,034 % de dioxyde de carbone et encore d’autres gaz en très petites quantités. De plus
l’atmosphère terrestre contient de grandes quantités de vapeur d’eau dont l’abondance varie de 5 % dans les régions chaudes et
humides (près de l’équateur) à 0,1 % des régions froides et sèches (Sibérie). »
Sur les planètes voisines de la Terre, l’atmosphère a la composition suivante (% en volume) :
Gaz
Dioxyde de carbone
Diazote
Dioxygène
Argon
Vénus
96
3,5
0,003
0,006
Mars
95
2,7
0,15
1,6
Terre
0.034
78.1
20.9
0.93
Terre sans vie
99,8
0,009
0,09
-
1. Qu’appelle-t-on atmosphère terrestre ?
C’est une enveloppe de gaz qui entoure la Terre en perpétuel mouvement.
2. Qu’est-ce qui est apparu il y a trois milliards d’année ?
La vie est apparue il y a trois milliards d’année.
3. Quelle est la composition primitive de l’atmosphère il y a 4,5 milliards d’année ?
Il y avait de l’eau, du dioxyde de carbone, du dihydrogène et du méthane.
4. Quand est apparu le dioxygène ?
Le dioxygène est apparu il y a environ deux milliards d’année.
5. Qu’est-ce qui est à l’origine de l’apparition du dioxygène sur la Terre?
Ce sont les algues bleues qui ont la particularité de fixer le diazote atmosphérique pour rejeter le dioxygène.
6. Qui a réalisé la première analyse de l’air et à quelle époque ?
C’est Lavoisier en 1777.
Il a dit : rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme.
7. Complète dans le tableau la colonne concernant l’atmosphère terrestre. (composition actuelle)
8. Quels sont les deux principaux constituants de l’atmosphère terrestre ainsi que leur composition ?
Les deux principaux constituants de l’air sont le diazote à 78,1 % et le dioxygène à 20,9 %.

Je retiens :
Un corps pur est constitué de molécules toutes identiques.
L’air est composé de plusieurs gaz donc de plusieurs types de molécules : l’air n’est pas un corps pur, c’est un
mélange.
Il est composé d’environ 80% de diazote, de 20% de dioxygène.
Remarque : la proportion de dioxygène dans l’air humide peut changer.

Représentation et composition de l’air
4 molécules de diazote
1 molécule de dioxygène
Exercice n°2 p.37
Chapitre 2 L’air qui nous entoure Chimie 4ème
II. L’air a-t-il un volume ?
1. Qu’est-ce que la pression ?
Expérience : j’enferme un ballon légèrement dégonflé dans une cloche à vide. A l’aide d’une pompe, je retire de l’air.
J’observe : le ballon se gonfle.
Schéma : représente le ballon et les molécules de l’air avant et après l’expérience. N’oublie pas la légende !
J’interprète : il y a moins d’air dans la cloche, les molécules s’éloignent et le volume du ballon augmente.
Je conclus : L’air exerce une pression appelée la pression atmosphérique.
L’unité de mesure de la pression est le pascal, noté Pa, dans le système international (SI).
2. Pourquoi l’air est-il compressible ?
→ TP n°2 : Quelques propriétés de l’air
(Voir sur le site je faisdessciences.free.fr - liens utiles : physiquecollege.free.fr –
Dans l’animation de 4ème « la pression dans les gaz »)
Je conclus : l’air a-t-il un volume ?
L’air n’a pas de volume : il occupe toute la place dont il dispose.
L’air est compressible car il existe des espaces vides entre les molécules.
Exercice n°6p.27 et n°12 p.38 n°16 p.39
Chapitre 2 L’air qui nous entoure Chimie 4ème
III. L’air a-t-il une masse ?
Lucas, le plongeur, est remonté sur le bateau à la suite
d'une longue exploration sous-marine.
Il dit à son coéquipier, Mathis :
« Ma bouteille est plus légère ! »
Ce dernier lui réplique :
« Mais non ! Elle est plus lourde ! »
QUI A RAISON ?
Expérience :
Je mesure la masse d’une cloche remplie d’air. À l’aide d’une pompe, je retire de l’air puis je mesure la masse de la cloche.

Schéma :

Observation :
Masse de la cloche remplie d’air : m1 =
Masse de la cloche vide : m2 =

Interprétation :
On remarque que m1 > m2.
Cette différence de masse correspond à celle de l’air.

Conclusion :
L’air a une masse.
Dans les conditions normales de température et de pression, un litre d’air a une masse d’environ 1g.
Qui a raison ? C’est Lucas, sa bouteille est plus légère car elle a moins d’air.
Exercice : n°8 et 14 p.38