TD #03 Milieux Poreux [PDF]

Zitiervorschau

Université Kasdi Merbah - Ouargla Série TD N° 03 Physique des Milieux Poreux

Dép. Sciences de la terre et de l’Univers 1ère année mater Géologie Pétrolière

Exercice N°01 : Soit une molécule d’eau gazeuse H 2O ( g ) , où l’angle entre les liaisons O  H



est :   104.5 . Sachant que la liaison O  H 

possède un moment dipôlaire d’amplitude 1.51D et une longueur dOH  96 pm

1. Calculer l’amplitude du moment dipôlaire de la molécule d’eau ? 2. Calculer la charge partielle qui apparait sur chaque atome. 3. Quelle est le pourcentage d’ionicité ? 4. Ce fort moment dipôlaire fait de l'eau un solvant très polaire.Il a pour autre conséquence que les points d'ébullition et de fusion de l'eau sont anormalement élevés, et une hydratation au niveau d’une interface (eau/solide). Justifier ces faits expérimentaux.

Exercice N°02 : Soit une molécule d’ammoniac à l’état gazeux NH 3( g ) . Cette molécule possède la forme d’une pyramide dont la base est un triangle équilatéral. Le centre de cette pyramide est occupé par l’atome d’azote, les 4 sommets sont occupés par les 3 atomes d’hydrogène et le doublet électronique non liant de l’azote, respectivement. Sachant que la liaison N  H  possède un moment dipôlaire d’amplitude 1.31D et une longueur d NH  101 pm . L’angle entre les liaisons N  H  et N  : est 112 , et l’angle entre les liaisons N  H  est :

  107  . 1. Calculer l’amplitude du moment dipôlaire de la molécule d’ammoniac ? 2. Calculer la charge partielle qui apparait sur chaque atome. 3. Quelle est le pourcentage d’ionicité ? 4. Ce moment dipôlaire fait de l'ammoniac un soluté très polaire dans l’eau, en foramant une solution basique. Il a pour autre conséquence une adhésion au niveau d’une interface (solution/solide). Justifier ces faits expérimentaux.

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Université Kasdi Merbah - Ouargla Série TD N° 03 Physique des Milieux Poreux

Dép. Sciences de la terre et de l’Univers 1ère année mater Géologie Pétrolière

Solution de l’exercice N°01 : 1. Calculer l’amplitude du moment dipôlaire de la molécule d’eau ? le moment dipolaire d’une molécule d’eau gazeuse H 2O ( g ) , où l’angle entre les liaisons O  H est :

  104.5 , peut être calculer à partir de : H O  2.cos( 12  ).O  H  2.cos(52.25) 1.51 2

H O  1.85 D 2

2. Calculer la charge partielle qui apparait sur chaque atome.  Par définition, on a OH    .d OH , alors

 

OH d OH



 

1.51 3.336 1030 C . m  5.24725 1020 C 96 1012 m

3. Quelle est le pourcentage d’ionicité ?



 e

 

5.24725 1020 C  0.32795  33% 1.6 1019 C

4. Ce fort moment dipôlaire fait de l'eau un solvant très polaire.Il a pour autre conséquence que les points d'ébullition et de fusion de l'eau sont anormalement élevés, et une hydratation au niveau d’une interface (eau/solide). Dans l'eau, il existe des liaisons Hydrogène inter-moléculaires qui unissent les molécules entre elles. Les points d'ébullition et de fusion sont donc fortement augmentés. De la meme manière si une molécule d’eau se trouve au voisinage d’une surface elle s’y adhère grace à des liaisons hydrogène qui s’établissent entre la molécule et la surface.

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Université Kasdi Merbah - Ouargla Série TD N° 03 Physique des Milieux Poreux

Dép. Sciences de la terre et de l’Univers 1ère année mater Géologie Pétrolière

Solution de l’exercice N°02 : 1. Calcul l’amplitude du moment dipôlaire de la molécule d’ammoniac :

 NH   NH 3

( N 1)

  NH ( N 2 )   NH ( N 3)

 NH  3.  NH 3

( N 1)

.cos 68

 NH  3 1.31 0.375  1.47 D 3

NH  1.47 D  4.9 1030 C . m 3

2. Calcul de la charge partielle qui apparait sur chaque atome :  Par définition, on a  NH    .d NH , alors

 

NH d NH



 

1.31 3.336 1030 C . m  4.33 1020 C 12 10110 m

3. Calcul du pourcentage d’ionicité :



4.33 1020 C     0.27  27 % e 1.6 1019 C

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