60 première partie La chimie de la vie
Révision du chapitRe 3
résumé des concepts cLés
ConCept
3.1
les liaisons covalentes polaires dans les molécules
d’eau permettent les liaisons hydrogène (p. 49 et 50)
• Il se forme une liaison hydrogène
quand l’atome d’oxygène de
charge partielle négative d’une
molécule d’eau subit l’attraction
d’un des atomes d’hydrogène
de charge partielle positive
d’une molécule voisine. L’eau
tient ses propriétés des liaisons
hydrogène qui s’établissent
entre ses molécules.
H
O
H
b<
b<
b<
b
b
b
b
b<
FaItes un dessIn Sur cette figure, identifiez une liaison hydrogène
et une liaison covalente polaire. Combien de liaisons hydrogène chaque
molécule d’eau peut-elle établir ?
ConCept
3.2
Quatre propriétés émergentes de l’eau contribuent
à maintenir l’environnement terrestre propice à la vie
(p. 50 à 56)
• Les molécules d’eau sont maintenues ensemble grâce à des liaisons
hydrogène ; cette cohésion permet à l’eau de monter dans les cellules
conductrices des plantes. Les liaisons hydrogène expliquent également
le fait que l’eau ait une tension superficielle élevée.
• L’eau a une chaleur spécifique élevée : elle absorbe de la chaleur
lorsque les liaisons hydrogène se brisent, et en libère lorsqu’elles se
forment. Ce phénomène maintient les températures relativement
stables, dans des limites compatibles avec la vie. Le refroidissement
par évaporation se fait grâce à la chaleur d’évaporation élevée
de l’eau. La perte d’énergie liée à l’évaporation des molécules
d’eau refroidit la surface où se
déroule le phénomène.
• La glace flotte parce que sa masse
volumique est inférieure à celle
de l’eau. La flottabilité de la glace
permet à la vie d’exister sous
les surfaces gelées des lacs et
des eaux polaires.
• L’eau est un solvant polyvalent, ses molécules polaires subissant
l’attraction des substances chargées ou polaires, capables de former des
liaisons hydrogène. Les substances hydrophiles attirent l’eau, alors
que les substances hydrophobes la repoussent. On utilise habituellement la concentration molaire volumique, soit le nombre de moles
de soluté par litre de solution, comme mesure de concentration. Une
mole correspond à un nombre constant de molécules, quelle que soit
la nature de la molécule. La masse d’une mole d’une substance en
grammes est la même que sa masse moléculaire en unités de masse
atomique (daltons).
• Les propriétés émergentes de l’eau permettent la vie sur la Terre et pourraient rendre possibles d’éventuelles formes de vie sur d’autres planètes.
Décrivez de quelle façon différents types de solutés se dissolvent
dans l’eau. Expliquez la différence entre une solution et un colloïde.
?
ConCept
3.3
les conditions acides ou basiques influent
sur les organismes vivants (p. 56 à 59)
• Une molécule d’eau peut transférer un H
1 à une autre molécule d’eau
pour former H 3 O
1 (symbolisé simplement par H
1
) et OH
2 .
• Le pH exprime la concentration de H
1 ; pH 5 2log [H
1
]. Les solutions
tampons permettent aux liquides biologiques de résister aux variations de pH. Une solution tampon est constituée d’une paire acidebase
qui se combine de façon réversible avec les protons.
• L’utilisation des combustibles
fossiles augmente la quantité
de CO 2 dans l’atmosphère.
Une partie du CO 2 se dissout
dans les océans, ce qui provoque l’acidification des
océans, laquelle risque d’endommager gravement les récifs
coralliens. La combustion du
pétrole et de ses dérivés libère
également des oxydes de soufre
et des oxydes d’azote, causant
les précipitations acides.
Expliquez comment des quantités croissantes de CO 2 qui se dissolvent
dans les océans provoquent leur acidification. Comment cette
variation de pH influe-t-elle sur la concentration des carbonates
et sur la vitesse de calcification ?
éVaLuation
niVeau 1 : connaissances et compréhension
1. De nombreux Mammifères régulent leur température corporelle
par sudation. Quelle propriété de l’eau explique le plus directement
la capacité de la sueur à diminuer la température corporelle ?
a) La diminution constante de la masse volumique de l’eau
lorsqu’elle se condense.
b) La capacité de l’eau à dissoudre ses molécules dans l’air.
c) La libération de chaleur par formation de liaisons hydrogène.
d) L’absorption de chaleur par rupture de liaisons hydrogène.
e) La tension superficielle élevée de l’eau.
2. Lorsque l’eau s’évapore, les liaisons qui se rompent sont :
a) des liaisons ioniques.
b) des liaisons hydrogène entre les molécules d’eau.
c) des liaisons covalentes entre des atomes dans des molécules
d’eau (intramoléculaires).
d) des liaisons covalentes polaires.
e) des liaisons covalentes non polaires.
3. Laquelle des substances suivantes est hydrophobe ?
a) Le papier.
d) Le saccharose.
b) Le sel de table.
e) Les pâtes alimentaires.
c) La cire.
4. Nous savons avec certitude qu’une mole de saccharose
et une mole de vitamine C ont :
a) la même masse molaire.
b) la même masse en grammes.
c) le même volume.
d) le même nombre d’atomes.
e) le même nombre de molécules.
?
Glace : liaisons
hydrogène stables
Eau liquide : liaisons
hydrogène éphémères
14
Les acides cèdent
des ions H
dans les
solutions aqueuses.
Les bases donnent
des ions OH
< ou
acceptent des ions H
dans les solutions
aqueuses.
7
0
Neutre
[H
] ϭ [OH
<
]
Acide
[H
] Ͼ [OH
<
]
Basique
[H
] Ͻ [OH
<
]
Révision du chapitRe 3
résumé des concepts cLés
ConCept
3.1
les liaisons covalentes polaires dans les molécules
d’eau permettent les liaisons hydrogène (p. 49 et 50)
• Il se forme une liaison hydrogène
quand l’atome d’oxygène de
charge partielle négative d’une
molécule d’eau subit l’attraction
d’un des atomes d’hydrogène
de charge partielle positive
d’une molécule voisine. L’eau
tient ses propriétés des liaisons
hydrogène qui s’établissent
entre ses molécules.
H
O
H
b<
b<
b<
b
b
b
b
b<
FaItes un dessIn Sur cette figure, identifiez une liaison hydrogène
et une liaison covalente polaire. Combien de liaisons hydrogène chaque
molécule d’eau peut-elle établir ?
ConCept
3.2
Quatre propriétés émergentes de l’eau contribuent
à maintenir l’environnement terrestre propice à la vie
(p. 50 à 56)
• Les molécules d’eau sont maintenues ensemble grâce à des liaisons
hydrogène ; cette cohésion permet à l’eau de monter dans les cellules
conductrices des plantes. Les liaisons hydrogène expliquent également
le fait que l’eau ait une tension superficielle élevée.
• L’eau a une chaleur spécifique élevée : elle absorbe de la chaleur
lorsque les liaisons hydrogène se brisent, et en libère lorsqu’elles se
forment. Ce phénomène maintient les températures relativement
stables, dans des limites compatibles avec la vie. Le refroidissement
par évaporation se fait grâce à la chaleur d’évaporation élevée
de l’eau. La perte d’énergie liée à l’évaporation des molécules
d’eau refroidit la surface où se
déroule le phénomène.
• La glace flotte parce que sa masse
volumique est inférieure à celle
de l’eau. La flottabilité de la glace
permet à la vie d’exister sous
les surfaces gelées des lacs et
des eaux polaires.
• L’eau est un solvant polyvalent, ses molécules polaires subissant
l’attraction des substances chargées ou polaires, capables de former des
liaisons hydrogène. Les substances hydrophiles attirent l’eau, alors
que les substances hydrophobes la repoussent. On utilise habituellement la concentration molaire volumique, soit le nombre de moles
de soluté par litre de solution, comme mesure de concentration. Une
mole correspond à un nombre constant de molécules, quelle que soit
la nature de la molécule. La masse d’une mole d’une substance en
grammes est la même que sa masse moléculaire en unités de masse
atomique (daltons).
• Les propriétés émergentes de l’eau permettent la vie sur la Terre et pourraient rendre possibles d’éventuelles formes de vie sur d’autres planètes.
Décrivez de quelle façon différents types de solutés se dissolvent
dans l’eau. Expliquez la différence entre une solution et un colloïde.
?
ConCept
3.3
les conditions acides ou basiques influent
sur les organismes vivants (p. 56 à 59)
• Une molécule d’eau peut transférer un H
1 à une autre molécule d’eau
pour former H 3 O
1 (symbolisé simplement par H
1
) et OH
2 .
• Le pH exprime la concentration de H
1 ; pH 5 2log [H
1
]. Les solutions
tampons permettent aux liquides biologiques de résister aux variations de pH. Une solution tampon est constituée d’une paire acidebase
qui se combine de façon réversible avec les protons.
• L’utilisation des combustibles
fossiles augmente la quantité
de CO 2 dans l’atmosphère.
Une partie du CO 2 se dissout
dans les océans, ce qui provoque l’acidification des
océans, laquelle risque d’endommager gravement les récifs
coralliens. La combustion du
pétrole et de ses dérivés libère
également des oxydes de soufre
et des oxydes d’azote, causant
les précipitations acides.
Expliquez comment des quantités croissantes de CO 2 qui se dissolvent
dans les océans provoquent leur acidification. Comment cette
variation de pH influe-t-elle sur la concentration des carbonates
et sur la vitesse de calcification ?
éVaLuation
niVeau 1 : connaissances et compréhension
1. De nombreux Mammifères régulent leur température corporelle
par sudation. Quelle propriété de l’eau explique le plus directement
la capacité de la sueur à diminuer la température corporelle ?
a) La diminution constante de la masse volumique de l’eau
lorsqu’elle se condense.
b) La capacité de l’eau à dissoudre ses molécules dans l’air.
c) La libération de chaleur par formation de liaisons hydrogène.
d) L’absorption de chaleur par rupture de liaisons hydrogène.
e) La tension superficielle élevée de l’eau.
2. Lorsque l’eau s’évapore, les liaisons qui se rompent sont :
a) des liaisons ioniques.
b) des liaisons hydrogène entre les molécules d’eau.
c) des liaisons covalentes entre des atomes dans des molécules
d’eau (intramoléculaires).
d) des liaisons covalentes polaires.
e) des liaisons covalentes non polaires.
3. Laquelle des substances suivantes est hydrophobe ?
a) Le papier.
d) Le saccharose.
b) Le sel de table.
e) Les pâtes alimentaires.
c) La cire.
4. Nous savons avec certitude qu’une mole de saccharose
et une mole de vitamine C ont :
a) la même masse molaire.
b) la même masse en grammes.
c) le même volume.
d) le même nombre d’atomes.
e) le même nombre de molécules.
?
Glace : liaisons
hydrogène stables
Eau liquide : liaisons
hydrogène éphémères
14
Les acides cèdent
des ions H
dans les
solutions aqueuses.
Les bases donnent
des ions OH
< ou
acceptent des ions H
dans les solutions
aqueuses.
7
0
Neutre
[H
] ϭ [OH
<
]
Acide
[H
] Ͼ [OH
<
]
Basique
[H
] Ͻ [OH
<
]