Solidification du cyclohexane

On se propose d'étudier la variation de la température d'un corps pur au cours de sa solidification.

Chaque élève devra rédiger un compte-rendu soigné, en faisant des phrases claires et en justifiant chaque affirmation.

I Etude du capteur	(Capteur Phytex)	Si ce capteur a été étudié précédemment, rappeler la relation liant la tension et la température (°C) et passer au paragraphe II.
Le capteur LM 35D utilisé peut être utilisé de 0 à 120 °C. La tension délivrée par le capteur, alimenté par une pile 9V est mesurable entre les deux bornes repérées sur le dispositif (Mesures). Elle peut être mesurée par un voltmètre ou en utilisant la carte Candibus de l'ordinateur.			Préparer le dispositif ci-contre, le capteur et un thermomètre au degré étant immergés dans environ 100 mL d'eau initialement entre 0 et 20°C. Utiliser éventuellement des glaçons. Brancher les fils de la voie A pour mesurer la tension délivrée par le capteur. On utilisera la voie A de l'ordinateur pour mesurer la tension U, les températures étant entrées au clavier.
Acquisition: Ouvrir le logiciel régressi, puis passer en mode mesures: Fichier Nouveau Candibus Voie A U V Activer Voie B Désactiver	Choix du mode d'acquisition: Nom q Unité °C minimum 0 maximum 60°C		Mettre en marche l'agitation et le chauffage. Afficher la température et valider par entrée. Continuer les mesures jusqu'à 60°C puis sauver les mesures dans régressi (icône ). Bien cocher: puis OK.
Afficher le graphe U en fonction de q . Demander la modélisation et proposer une équation.	Q 10: Noter l'équation du modèle trouvé et l'écart relatif entre le modèle et la courbe. De quel type de fonction s'agit-il?		Q 11: Quel est la valeur du coefficient directeur? Exprimer la sensibilité, c'est-à dire le nombre de mV par degré.

II Etude de la solidification du cyclohexane

A) Dispositif
On étudiera l'évolution de la température du cyclohexane refroidi par un mélange de glace pilée et de sel.
Verser le cyclohexane dans un tube à essais: environ 3 cm de hauteur.
Piler 6 ou 7 glaçons; les placer dans un becher; ajouter deux spatules de gros sel et agiter.

Avant l'expérience

B) Configuration du logiciel Régressi

1) Passer en mode mesure:
Fichier	Nouveau	Candibus
2) Voie A	T_e	°C
	Etalonnage	Direct
0V		0°C
Variation de 1V		100
		Activer
3) Voie B		Désactiver
4) Paramètres d'acquisition
Mode	Balayage temporel

Balayage	Nombre de points	126
	Monocoup
	Abscisse	Temps
	Durée	4 min
	Valider par OK
Synchronisation		Clavier

C) Mesures
Précautions:
- Le capteur doit être propre et sec avant d'être plongé dans le cyclohexane.
- Le capteur sera utiliser pour agiter, verticalement, sans sortir du cyclohexane.
- Le tube à essais devra être maintenu dans la glace, au minimum jusqu'au niveau du liquide.
Lancement de l'acquisition:
- Introduire le capteur dans le tube à essais.
- Placer le tube à essais dans la glace et agiter aussitôt et sans discontinuer jusqu'à la fin des mesures.
- On déclenchera le début des mesures en appuyant sur la barre espace.
Observations:
$ Observer sur l'écran la variation de la température.
$ Observer simultanément ce qui se passe dans le tube à essais.
$ A la fin, noter ces observations.
Puis passer les mesures dans Régressi.

D) Questions
Afficher le graphe de la température en fonction du temps. L'imprimer.
1) A quoi correspond le palier de température?
2) Noter la température de solidification du cyclohexane. Comparer à la valeur indiquée sur une bouteille de cyclohexane.
3) Colorier et numéroter de 1 à 3 les différentes parties de la courbe et noter sur le cahier, pour chacune de ces phases:
w l'état du cyclohexane,
w ce qui se passe au cours de cette phase.
4) Si des anomalies sont observées sur la courbe, essayer d'en déterminer les raisons.
5) Si les mesures sont mauvaises, réchauffer le cyclohexane en plaçant le tube dans un becher d'eau tiède. Puis recommencer une série de mesures en respectant toutes les précautions.

Evolution de la température

Cas de l'eau:

6) Quelle est la température de solidification de l'eau?

7) Dessiner la courbe obtenue en faisant geler de l'eau. On indiquera la température de solidification.

III Etude de la solidification d'un mélange de cyclohexane et d'acétophénone
w Reprendre le tube contenant le cyclohexane et y ajouter une goutte d'acétophénone. w Refaire la manipulation précédente avec les mêmes réglages. w Comparer aux résultats précédents.		w Conclure sur la température de solidification d'un corps pur. w Conclure sur la solidification d'un mélange.