Pourquoi la masse semble augmenter, ou diminuer

Exercice d'entraînement · niveau 3 (difficile) · chimie (seconde), chapitre 5 — Transformations Physiques et Nucléaires · Nature d'une transformation

Énoncé

Deux expériences intriguent un élève.

Expérience 1 : on brûle $18, 0 g$ de magnésium dans un creuset ouvert ; on recueille $30, 0 g$ d'oxyde de magnésium $MgO$ . La masse a augmenté.
Expérience 2 : une bougie qui brûle voit sa masse diminuer régulièrement.

1. Écrire l'équation ajustée de la combustion du magnésium et calculer la masse de dioxygène consommée dans l'expérience 1.<br> 2. Expliquer, dans chaque expérience, pourquoi la masse pesée varie, alors que la masse totale se conserve.<br> 3. Comment modifier chaque protocole pour vérifier expérimentalement la conservation de la masse ?<br> 4. Existe-t-il des transformations où la masse n'est pas conservée ? Justifier.

Corrigé

1. L'équation et le bilan. $2 Mg (s) + O X_{2} (g) 2 MgO (s)$ La masse totale se conserve, donc la masse de dioxygène consommée est la différence : $30, 0 - 18, 0 = 12, 0 g de dioxyg e ˋ ne .$

2. Ce que la balance ne voit pas. Dans les deux cas la masse totale est conservée ; c'est le bilan de la pesée qui est incomplet. Dans l'expérience 1, un réactif gazeux, le dioxygène de l'air, entre dans le creuset sans avoir été pesé : le solide s'alourdit d'autant. Dans l'expérience 2, ce sont les produits gazeux ( $CO X_{2}$ et vapeur d'eau) qui s'échappent : la bougie s'allège de ce qui est parti.

3. Le remède. Réaliser chaque combustion dans un récipient fermé et transparent, posé sur la balance : ni réactif ni produit gazeux ne peut alors entrer ou sortir, et l'aiguille ne bouge pas. C'est l'expérience classique de la loi de conservation de la masse.

4. Oui, les transformations nucléaires. Dans une fission ou une fusion, la masse des noyaux formés est très légèrement inférieure à celle des noyaux de départ : cette perte de masse est convertie en énergie. Les transformations physiques et chimiques, elles, conservent rigoureusement la masse.

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