Chimie des solutions

492 Pages·2014·25.396 MB·French

by  Raymond Chang, Kenneth A. Goldsby

4e édition
Chimie
des solutions
Raymond Chang
Kenneth A. Goldsby
Traduction et adaptation française
Azélie Arpin
Luc Papillon
n,
o
sitie
enL
ns ce trares.
e. Dants dovisoi
sémepr
ore peu utiliour les éléments sont
nts mais reste encet la lettre B pms de ces élé
me UICPA), sentatifs s, les no
(ée
lé ppliquéeentsreprre validé
s é ure et aes élémas enco
pdp
e mie es ont
dique d on internationale de chipour désigner les groupe ces découvertes ne s
niA qu
o ar l’Uettre puis
Tableau péri chiffres de 1 à 18 a été recommandée péricaine (1A – 8A et 1B – 8B), utilisant la l115, 117 et 118 ont été synthétisés, mais de nucléides stables.
signation des groupes par des el, c'est la convention nord-amété retenue. Les éléments 113, ole en blanc indique l’absence
La démanuqui a symb
Liste des éléments : symboles et masses atomiques *
Numéro Masse Numéro Masse
Élément Symbole atomique atomique ** Élément Symbole atomique atomique **
Actinium Ac 89 [227] Magnésium Mg 12 24,31
Aluminium Al 13 26,98 Manganèse Mn 25 54,94
Américium Am 95 [243] Meitnerium Mt 109 [266]
Antimoine Sb 51 121,8 Mendélévium Md 101 [256]
Argent Ag 47 107,9 Mercure Hg 80 200,6
Argon Ar 18 39,95 Molybdène Mo 42 95,94
Arsenic As 33 74,92 Néodyme Nd 60 144,2
Astate At 85 [210] Néon Ne 10 20,18
Azote N 7 14,01 Neptunium Np 93 [237]
Baryum Ba 56 137,3 Nickel Ni 28 58,69
Berkélium Bk 97 [247] Niobium Nb 41 92,91
Béryllium Be 4 9,012 Nobélium No 102 [253]
Bismuth Bi 83 209,0 Or Au 79 197,0
Bohrium Bh 107 [262] Osmium Os 76 190,2
Bore B 5 10,81 Oxygène O 8 16,00
Brome Br 35 79,90 Palladium Pd 46 106,4
Cadmium Cd 48 112,4 Phosphore P 15 30,97
Calcium Ca 20 40,08 Platine Pt 78 195,1
Californium Cf 98 [249] Plomb Pb 82 207,2
Carbone C 6 12,01 Plutonium Pu 94 [242]
Cérium Ce 58 140,1 Polonium Po 84 [210]
Césium Cs 55 132,9 Potassium K 19 39,10
Chlore Cl 17 35,45 Praséodyme Pr 59 140,9
Chrome Cr 24 52,00 Prométhium Pm 61 [147]
Cobalt Co 27 58,93 Protactinium Pa 91 [231]
Copernicium Cn 112 [285] Radium Ra 88 [226]
Cuivre Cu 29 63,55 Radon Rn 86 [222]
Curium Cm 96 [247] Rhénium Re 75 186,2
Darmstadtium Ds 110 [269] Rhodium Rh 45 102,9
Dubnium Db 105 [260] Roentgenium Rg 111 [272]
Dysprosium Dy 66 162,5 Rubidium Rb 37 85,47
Einsteinium Es 99 [254] Ruthénium Ru 44 101,1
Erbium Er 68 167,3 Rutherfordium Rf 104 [257]
Étain Sn 50 118,7 Samarium Sm 62 150,4
Europium Eu 63 152,0 Scandium Sc 21 44,96
Fer Fe 26 55,85 Seaborgium Sg 106 [263]
Fermium Fm 100 [253] Sélénium Se 34 78,96
Flérovium Fl 114 [289] Silicium Si 14 28,09
Fluor F 9 19,00 Sodium Na 11 22,99
Francium Fr 87 [223] Soufre S 16 32,07
Gadolinium Gd 64 157,3 Strontium Sr 38 87,62
Gallium Ga 31 69,72 Tantale Ta 73 180,9
Germanium Ge 32 72,59 Technétium Tc 43 [99]
Hafnium Hf 72 178,5 Tellure Te 52 127,6
Hassium Hs 108 [265] Terbium Tb 65 158,9
Hélium He 2 4,003 Thallium Tl 81 204,4
Holmium Ho 67 164,9 Thorium Th 90 232,0
Hydrogène H 1 1,008 Thulium Tm 69 168,9
Indium In 49 114,8 Titane Ti 22 47,88
Iode I 53 126,9 Tungstène W 74 183,9
Iridium Ir 77 192,2 Uranium U 92 238,0
Krypton Kr 36 83,80 Vanadium V 23 50,94
Lanthane La 57 138,9 Xénon Xe 54 131,3
Lawrencium Lr 103 [257] Ytterbium Yb 70 173,0
Lithium Li 3 6,941 Yttrium Y 39 88,91
Livermorium Lv 116 [293] Zinc Zn 30 65,38
Lutécium Lu 71 175,0 Zirconium Zr 40 91,22
* Toutes les masses atomiques ont quatre chiffres signi?catifs. Ces valeurs sont celles approuvées par le comité de l’enseignement de la chimie de l’UICPA.
** Les valeurs approximatives des masses atomiques des éléments radioactifs sont données entre crochets.
Code de couleur des modèles moléculaires
4e édition
Chimie
des solutions
Raymond Chang, Williams College
Kenneth A. Goldsby, Florida State University
Traduction et adaptation française
Azélie Arpin, Collège de Maisonneuve
Luc Papillon
Consultation
Nadya Bolduc, Cégep de Sainte-Foy
Nathalie Chamberland, Collège de Maisonneuve
Mélina Girardin, Cégep de Jonquière
Sonia Moffatt, Collège de Sherbrooke
Chimie des solutions
4eédition Source iconographique
Couverture :©BIWA/Corbis.
Traduction et adaptation de :General Chemistry: The Essential Concepts,
Seventh Editionde Raymond Chang et Kenneth A. Goldsby
© 2014 The McGraw-Hill Companies, Inc. (ISBN 978-0-07-340275-8)
© 2014TC Média Livres Inc. Des marques de commerce sont mentionnées ou illus-
© 2009 Chenelière Éducation inc. trées dans cet ouvrage. L’Éditeur tient à préciser qu’il
© 2002 Les Éditions de la Chenelière inc. n’a reçu aucun revenu ni avantage conséquemment
© 1998 Chenelière/McGraw-Hill à la présence de ces marques. Celles-ci sont repro-
duites à la demande de l’auteur ou de l’adaptateur en
Conception éditoriale:Sophie Gagnon vue d’appuyer le propos pédagogique ou scientifique
Édition:Marie Victoire Martin de l’ouvrage.
Coordination :Sophie Jama
Recherche iconographique:Julie Saindon
Révision linguistique et correction d’épreuves:Nicole Blanchette
Conception graphique:Pige Communication Le matériel complémentaire mis en ligne dans notre
Conception de la couverture :Micheline Roy site Web est réservé aux résidants du Canada, et ce,
Impression :TC Imprimeries Transcontinental à des fins d’enseigne ment uniquement.
Coordination éditoriale du matériel
complémentaire Web :Marie Victoire Martin
Coordination du matériel L’achat en ligne est réservé aux résidants du Canada.
complémentaire Web :Sophie Jama
Catalogage avant publication
de Bibliothèque et Archives nationales du Québec
et Bibliothèque et Archives Canada
Chang, Raymond
[General chemistry. Français]
Chimie des solutions
4eédition.
Traduction partielle de la 7eédition de : General chemistry.
Comprend un index.
Pour les étudiants du niveau collégial.
ISBN 978-2-7651-0681-4
1. Solutions (Chimie). 2. Réactions chimiques. 3. Solutions (Chimie) –
Problèmes et exercices. i. Goldsby, Kenneth A. ii. Arpin, Azélie,
1978- .
iii. Papillon, Luc, 1943- . iv. Titre. v. Titre : General chemistry. Français.
QD541.C4214 2014 541’.34 C2014-940526-X
TOUS DROITS RÉSERVÉS.
Toute reproduction du présent ouvrage, en totalité ou en partie,
par tous les moyens présentement connus ou à être décou-
verts, est interdite sans l’autorisation préalable de TC Média
Livres Inc.
Toute utilisation non expressément autorisée constitue une
contrefaçon pouvant donner lieu à une poursuite en justice
contre l’individu ou l’établissement qui effectue la reproduction
non autorisée.
ISBN 978-2-7651-0681-4
Dépôt légal : 2etrimestre 2014
Bibliothèque et Archives nationales du Québec
Bibliothèque et Archives Canada
Imprimé au Canada
1 2 3 4 5 ITIB 18 17 16 15 14
Nous reconnaissons l’aide financière du gouvernement du Canada par
l’entremise du Fonds du livre du Canada (FLC) pour nos activités d’édition.
Gouvernement du Québec – Programme de crédit d’impôt pour l’édition de
livres – Gestion SODEC.
Avant-propos
La quatrième édition deChimie des solutionspoursuit la tradition qui consiste à présen-
ter tous les thèmes fondamentaux nécessaires à l’acquisition d’une base solide en chimie
des solutions, sans rien sacri?er de la profondeur, de la clarté ni de la rigueur.
Les notions sont toujours présentées de manière progressive et dans le but de susciter l’in-
térêt. Le texte, encore plus vivant qu’auparavant, invite continuellement le lecteur à véri?er
sa compréhension de la matière et à réaliser sur-le-champ son apprentissage des nouvelles
notions selon une méthode systématique de résolution de problèmes. Les chapitres s’en-
chaînent de façon logique et cohérente, ce qui n’empêche pas une certaine polyvalence.
Cette édition est caractérisée par :
• une nouvelle présentation, plus visuelle, des résumés ;
• l’ajout de rubriques « Révision des concepts » et « Questions de révision » au ?l des
chapitres ;
• l’ajout de problèmes plus diciles et intégrateurs.
Pour cette nouvelle édition, Raymond Chang a fait équipe avec Kenneth A. Goldsby à
titre de coauteur. Azélie Arpin s’est jointe à Luc Papillon à titre d’adaptatrice de la ver-
sion française.
À propos des auteurs
Raymond Chang a obtenu un diplôme de premier cycle en chimie à l’Université de
Londres, puis un doctorat en chimie à l’Université Yale. Après des recherches post-
doctorales à l’Université de Washington et une année d’enseignement au Hunter College
de l’Université de la Ville de New York, il a été engagé au département de chimie
du Williams College, où il a enseigné de 1968 jusqu’à sa retraite.
Kenneth A. Goldsbya obtenu un baccalauréat en chimie et en mathématiques à l’Uni-
versité Rice. Également titulaire d’un doctorat en chimie de l’Université de Caroline du
Nord à Chapel Hill, il a par la suite eectué des recherches postdoctorales à l’Université
d’État de l’Ohio. Il enseigne maintenant à l’Université d’État de Floride.
À propos des adaptateurs
Azélie Arpinest titulaire d’une maîtrise en chimie organique de l’Université McGill et
enseigne au Collège de Maisonneuve depuis 2006.
Luc Papillonest titulaire d’un baccalauréat ès arts et d’une licence en enseignement de
la chimie de l’Université de Montréal, et d’un certi?cat de perfectionnement en ensei-
gnement collégial (CPEC) de l’Université de Sherbrooke. Il a enseigné la chimie
pendant dix ans au niveau secondaire à Montréal, puis au cégep de Sherbrooke de 1976
jusqu’à sa retraite.
Caractéristiques du manuel
Dans Chimie des solutions, les outils pédagogiques permettent au lecteur de
consolider sa compréhension des notions de chimie et d’acquérir des habiletés
de résolution de problèmes.
Mise en contexte
Chaque chapitre commence
par un plan, qui donne une
vue d’ensemble du chapitre,
et les objectifs d’apprentis-
sage, qui résument les
principaux sujets abordés.
Chimie en ligne
Chimie en ligneindique les
animations, les interactions
et les compléments en lien
avec le chapitre offerts sur la
plateformei+ Interactif. Les
animations et les interac-
tions aident à mieux saisir
des concepts abstraits en
simulant des phénomènes
de manière interactive, alors
Capsule d’information que les compléments
permettent d’approfondir
De courts exposés portant sur
certains sujets.
des notions liées au chapitre
mettent en évidence des faits
historiques ou des applications
multidisciplinaires. Le but est de
susciter l’intérêt du lecteur pour
la chimie tout en lui montrant
qu’elle demeure avant tout une
activité humaine.
Chimie en action
Dans chaque chapitre,
le lecteur trouvera des
encadrés qui montrent,
au moyen d’exemples
concrets, comment
les notions théoriques
abordées s’appliquent
à d’autres disciplines et
contribuent à l’essor de
nouvelles technologies.
Caractéristiques du manuel vii
Exemples
Au ?l du texte, de nombreux exemples
proposent une méthode de résolution
de problèmes en trois étapes :
démarche, solution et véri?cation.
Chacun se termine par un exercice
dont la réponse est donnée en ?n de
manuel. En marge, on dirige le lecteur
vers un ou des problèmes semblables.
Révision des concepts
Nouveau ! Des exercices conceptuels
éclair, répartis tout au long de
l’ouvrage, permettent au lecteur
d’évaluer sa compréhension des
concepts étudiés. Les réponses
sont données à la ?n du manuel.
Questions de révision
Les questions de révision, qui se
trouvent maintenant à la ?n des
Résumé
sections, amènent le lecteur à véri?er
À la ?n de chaque chapitre, un résumé ses connaissances à mesure qu’il
plus visuel fait une récapitulation rapide avance dans sa lecture.
des principaux concepts abordés dans
le chapitre.
Problèmes
Les problèmes sont classés selon leur
niveau de dif?culté ou leur domaine
d’application. Ils sont regroupés sous
trois rubriques :
•les problèmes par section précisent
le sujet sur lequel porte le problème et
sont conçus pour évaluer les habiletés
en résolution de problèmes ;
•les problèmes variés demandent au
lecteur de trouver lui-même la ou les
notions sous-jacentes ;
•les problèmes spéciaux exigent un
esprit de synthèse et de la
multidisciplinarité.
Les réponses sont données à la ?n
du manuel.
Remerciements
Remerciements de l’édition originale anglaise
Nous aimerions remercier les réviseurs et les participants aux symposiums qui suivent,
leurs commentaires nous ayant grandement aidés dans la préparation de la présente
édition :
omas Anderson, Université Francis Marion ; Bryan Breyfogle, Université d’État du
Missouri ; Phillip Davis, Université du Tennessee à Martin ; Milton Johnson, Université
de Floride du Sud ; Jason C. Jones, Université Francis Marion ; Myung-Hoon Kim,
Georgia Perimeter College ; Lyle V. McAfee, e Citadel ; Candice McCloskey, Georgia
Perimeter College ; Dennis McMinn, Université Gonzaga ; Robbie Montgomery,
Université du Tennessee à Martin ; LeRoy Peterson, Jr., Université Francis Marion ;
James D. Satterlee, Université d’État de Washington ; Kristofoland Varazo, Université
Francis Marion ; Lisa Zuraw, e Citadel. Nos discussions avec nos collègues du
Williams College et de l’Université d’État de Floride ainsi que notre correspondance
avec de nombreux enseignants d’ici et d’ailleurs nous ont beaucoup apporté.
— Raymond Chang et Kenneth A. Goldsby
Remerciements de la version française
Je tiens à remercier particulièrement Étienne Lanthier, du Collège Édouard-Montpetit,
Ginette Lessard, du Collège de Maisonneuve, Luc Papillon ainsi que tous les consul-
tants et les collaborateurs qui ont lu et commenté le manuscrit :
Nadya Bolduc, Cégep de Sainte-Foy ;
Nathalie Chamberland, Collège de Maisonneuve ;
Chantal Clouette, Cégep de Saint-Jérôme ;
Mélina Girardin, Cégep de Jonquière ;
Denys Grandbois, Collège Shawinigan ;
Kathleen Hains, Cégep de Granby – Haute-Yamaska ;
Nabil Ketata, Cégep de l’Outaouais ;
Véronique Leblanc-Boily, Collège de Bois-de-Boulogne ;
André Martineau, Collège Ahuntsic ;
Sonia Mo?at, Collège de Sherbrooke ;
Sébastien Osborne, La Cité collégiale ;
Isabelle Paquin, Collège Édouard-Montpetit ;
Neel Rahem, Cégep de l’Abitibi-Témiscamingue ;
Chantal Secours, Collège Montmorency ;
Véronique Turcotte, Cégep de Sainte-Foy ;
Maritza Volel, Collège Montmorency ;
Dimo Zidarov, Collège Édouard-Montpetit.
L’aide qu’ils m’ont apportée contribue à faire de cet ouvrage un
manuel rigoureux et vivant.
— Azélie Arpin