11.1 Forces de cohésion
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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Forces de cohésion
Exercice 11.1
Les affirmations suivantes sont-elles vraies ou fausses ?
A) Les forces de dispersion (force de London) existent entre toutes les molécules, sans exception.
B) Tous les composés comportant de l’hydrogène donnent lieu à l’existence
de liaisons-hydrogène.
C) Seuls les composés ioniques donnent lieu à des interactions dipôle-dipôle.
D) La pression de vapeur au-dessus d’un liquide dépend :
a) De la température de vaporisation du liquide sous 1 atm.
b) De la surface libre du liquide.
c) De la température du liquide.
d) Du volume libre au-dessus du liquide.
e) De l’enthalpie de vaporisation du liquide.
E) Le rapport des pressions de vapeur à deux températures différentes est le
même pour tous les liquides.
F) La température la plus haute qu’un liquide peut atteindre dépend de la
pression qui s’exerce sur lui.
G) De l’air saturé d’humidité à 30 °C contient plus de vapeur d’eau par mètrecube que de l’air saturé à 20 °C.
Solution
A) Ces forces résultent d’une perturbation réciproque du nuage électronique, et par conséquent
s’exercent chaque fois que les deux nuages électroniques sont proches. Elles sont donc tout à fait
générales.
B) La liaison hydrogène est une interaction entre un atome d’hydrogène déficitaire (porteur
d’une charge ␦ϩ) et un atome porteur d’un doublet libre. Si une molécule ne comporte pas un
hydrogène lié à un atome très électronégatif (F, O, N) elle ne forme pas de liaison hydrogène.
C) Un composé ionique est formé d’ions positifs et négatifs qui s’attirent, mais qui ne sont pas
associés par deux pour former des dipôles. Ce type d’interaction caractérise les composés covalents comportant une liaison polarisée.
D) a) On peut dire qu’elle en dépend, puisque la température de vaporisation peut figurer dans
la relation de Clausius-Clapeyron. Mais une faible pression de vapeur et une température de
vaporisation élevée sont plutôt deux conséquences associées d’une faible « volatilité »
tenant à des raisons structurales.
b) Absolument pas (mais la vitesse de vaporisation en dépend).
c) Bien sûr ! La forme de la courbe p ϭ f(T), ainsi que la relation de Clausius-Clapeyron, en
témoignent. Une élévation de température augmente l’énergie cinétique des molécules du
liquide, qui s’échappent plus facilement dans la phase gazeuse.
d) Aucunement. Mais la quantité de gaz (vapeur) en équilibre avec le liquide en dépend.
e) Même réponse que pour a), « enthalpie de vaporisation » remplaçant « température de
vaporisation ».
E) L’équation de Clausius-Clapeyron montre que le rapport p 1 /p 2 dépend de l’enthalpie de vaporisation ⌬ vap H, qui est une caractéristique propre de chaque liquide.
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Forces de cohésion
Exercice 11.1
Les affirmations suivantes sont-elles vraies ou fausses ?
A) Les forces de dispersion (force de London) existent entre toutes les molécules, sans exception.
B) Tous les composés comportant de l’hydrogène donnent lieu à l’existence
de liaisons-hydrogène.
C) Seuls les composés ioniques donnent lieu à des interactions dipôle-dipôle.
D) La pression de vapeur au-dessus d’un liquide dépend :
a) De la température de vaporisation du liquide sous 1 atm.
b) De la surface libre du liquide.
c) De la température du liquide.
d) Du volume libre au-dessus du liquide.
e) De l’enthalpie de vaporisation du liquide.
E) Le rapport des pressions de vapeur à deux températures différentes est le
même pour tous les liquides.
F) La température la plus haute qu’un liquide peut atteindre dépend de la
pression qui s’exerce sur lui.
G) De l’air saturé d’humidité à 30 °C contient plus de vapeur d’eau par mètrecube que de l’air saturé à 20 °C.
Solution
A) Ces forces résultent d’une perturbation réciproque du nuage électronique, et par conséquent
s’exercent chaque fois que les deux nuages électroniques sont proches. Elles sont donc tout à fait
générales.
B) La liaison hydrogène est une interaction entre un atome d’hydrogène déficitaire (porteur
d’une charge ␦ϩ) et un atome porteur d’un doublet libre. Si une molécule ne comporte pas un
hydrogène lié à un atome très électronégatif (F, O, N) elle ne forme pas de liaison hydrogène.
C) Un composé ionique est formé d’ions positifs et négatifs qui s’attirent, mais qui ne sont pas
associés par deux pour former des dipôles. Ce type d’interaction caractérise les composés covalents comportant une liaison polarisée.
D) a) On peut dire qu’elle en dépend, puisque la température de vaporisation peut figurer dans
la relation de Clausius-Clapeyron. Mais une faible pression de vapeur et une température de
vaporisation élevée sont plutôt deux conséquences associées d’une faible « volatilité »
tenant à des raisons structurales.
b) Absolument pas (mais la vitesse de vaporisation en dépend).
c) Bien sûr ! La forme de la courbe p ϭ f(T), ainsi que la relation de Clausius-Clapeyron, en
témoignent. Une élévation de température augmente l’énergie cinétique des molécules du
liquide, qui s’échappent plus facilement dans la phase gazeuse.
d) Aucunement. Mais la quantité de gaz (vapeur) en équilibre avec le liquide en dépend.
e) Même réponse que pour a), « enthalpie de vaporisation » remplaçant « température de
vaporisation ».
E) L’équation de Clausius-Clapeyron montre que le rapport p 1 /p 2 dépend de l’enthalpie de vaporisation ⌬ vap H, qui est une caractéristique propre de chaque liquide.