Voici le corrigé du TP sur la composition de l’air : résultats types, réponses aux questions et compte rendu modèle. Si ta mesure s’écarte un peu de 21 %, c’est normal : le protocole est simple et la précision de la règle limitée.
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Résultats types : corrigé du TP composition de l’air
| Jour | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Hauteur d’eau montée h (cm) | 0 | 1,3 | 2,1 | 2,4 | 2,5 | 2,5 |
| Grandeur | Valeur |
|---|---|
| Hauteur d’air emprisonné H (cm) | 12,0 |
| Hauteur d’eau montée finale h (cm) | 2,5 |
Réponses aux questions
- Le niveau d’eau monte dans le verre pendant les premiers jours (1,3 cm, 2,1 cm, 2,4 cm), puis se stabilise à 2,5 cm. La laine d’acier se couvre de rouille brun-orangé.
- Le dioxygène a été consommé : il réagit avec le fer pour former la rouille, et l’eau monte pour occuper la place qu’il laisse.
- p = h ÷ H = 2,5 ÷ 12,0 ≈ 0,208, soit 20,8 %.
- Cette valeur est très proche de 21 % : le résultat est cohérent avec la proportion de dioxygène dans l’air.
- Il reste du diazote (et un peu d’autres gaz).
- Si les niveaux sont différents, la pression de l’air emprisonné diffère de celle de l’air extérieur, ce qui fausse la mesure du volume.
- Quand tout le dioxygène emprisonné a été consommé, plus rien ne réagit : la hauteur ne change plus.
Conclusion et compte rendu modèle
Nous avons cherché à mesurer la proportion de dioxygène dans l’air sans flamme. De la laine d’acier humide, nettoyée au vinaigre, a été placée au fond d’un verre retourné sur de l’eau colorée, qui emprisonnait 12,0 cm d’air. Au fil des jours, la laine a rouillé et l’eau est montée dans le verre : 1,3 cm au premier jour, puis 2,1 cm, 2,4 cm et enfin 2,5 cm, valeur qui ne change plus à partir du quatrième jour. La rouille se forme avec le dioxygène de l’air, qui a donc été consommé. La proportion de dioxygène est p = 2,5 ÷ 12,0 ≈ 21 %. Le gaz qui reste dans le verre est essentiellement du diazote, qui n’a pas réagi. Ce résultat confirme que l’air contient environ un cinquième de dioxygène.
Erreurs fréquentes en TP
- Oublier de rincer la laine d’acier au vinaigre : l’enduit protecteur empêche la rouille.
- Laisser la laine d’acier tomber dans l’eau au lieu de la coller au fond du verre.
- Ne pas égaliser les niveaux avant la lecture.
- Mesurer H depuis le bord de l’eau extérieure plutôt que depuis le niveau initial dans le verre.
- Conclure trop tôt : il faut attendre que le niveau soit stable.