Karamö, le prof virtuelLeçon 2 sur 17
Les différentes branches de la chimie
Je sais nommer les principales branches de la chimie, dire ce que chacune étudie et relier un métier ou un produit à la bonne branche.
- 35 min
- 5 exercices corrigés
- 2 schémas
- QCM de 5 questions
À la fin de la leçon, tu sauras :
- Distinguer la chimie minérale et la chimie organique
- Citer et définir d'autres branches (analytique, biochimie, industrielle, de l'environnement)
- Associer un exemple de la vie guinéenne à la bonne branche
- Connaître Lavoisier et la méthode expérimentale
Avant de commencer : La leçon « La place de la chimie dans le monde » : définition de la chimie, transformation physique et transformation chimique.
1Je découvre
À Kankan, le jour de la fête de l'école, des anciens élèves viennent parler de leur métier. Hawa travaille dans un laboratoire d'analyse : elle contrôle si l'eau des forages est bonne à boire. Ibrahima est ingénieur dans une usine qui traite la bauxite. Kadiatou prépare des médicaments dans une pharmacie. Lansana, agronome, conseille les paysans sur les engrais pour le riz et le maïs. Tous les quatre disent : « Je suis chimiste, ou je me sers de la chimie tous les jours. »
Ousmane, élève de 7e, ne comprend pas : ces personnes font des métiers très différents. Comment peuvent-ils tous faire de la chimie ? En fait, la chimie est une science si vaste qu'on l'a partagée en plusieurs branches, comme un grand arbre dont chaque branche porte des fruits différents.
Quelles sont les principales branches de la chimie, et qu'étudie chacune d'elles ?
2Je comprends
1. Pourquoi la chimie a-t-elle des branches ?
Tu sais que la chimie étudie la matière et ses transformations. Or il existe des millions de substances différentes : des roches, des métaux, des gaz, des aliments, des médicaments, les substances de notre corps… Aucun chimiste ne peut tout connaître. Les scientifiques se sont donc spécialisés : chaque branche de la chimie étudie une famille de substances ou une façon particulière de travailler.
Les deux grandes branches historiques sont la chimie minérale et la chimie organique. D'autres branches se sont développées ensuite.
2. La chimie minérale
La chimie minérale (on dit aussi chimie inorganique) étudie les substances qui proviennent en général du monde minéral : les roches, les minerais, les métaux, l'eau, le sel, les gaz de l'air, les acides et les bases.
Exemples en Guinée :
- la transformation de la bauxite en alumine puis en aluminium ;
- l'extraction de l'or à Siguiri et du fer au mont Simandou ;
- la fabrication du sel par évaporation de l'eau de mer sur la côte ;
- la fabrication du ciment à partir de calcaire et d'argile.
3. La chimie organique
La chimie organique étudie les substances qui contiennent l'élément carbone combiné en général à l'hydrogène : ce sont les substances qu'on trouve dans les êtres vivants ou qu'on fabrique à partir du pétrole. Le mot « organique » vient d'« organisme » : au départ, on pensait que ces substances ne pouvaient être produites que par les êtres vivants.
Exemples :
- le sucre, l'huile de palme, le beurre de karité, l'amidon du manioc ;
- le pétrole, l'essence, le gaz butane ;
- les matières plastiques (seaux, bidons, sachets), les fibres des tissus synthétiques ;
- le savon et de nombreux médicaments.
La pétrochimie est une partie de la chimie organique : elle fabrique des produits (plastiques, carburants, solvants) à partir du pétrole et du gaz naturel.
- roches, minerais, métaux
- eau, sel, gaz de l'air
- bauxite, or, fer
- ciment, verre
- substances des êtres vivants
- sucre, huiles, amidon
- pétrole, butane, plastiques
- savon, nombreux médicaments
4. Les autres branches
| Branche | Ce qu'elle étudie ou fait | Exemple en Guinée |
|---|---|---|
| Chimie analytique | Elle cherche de quoi est faite une substance et en quelle quantité. | Contrôler la qualité de l'eau d'un forage ; vérifier la teneur en or d'un minerai. |
| Biochimie | Elle étudie les transformations chimiques qui se produisent dans les êtres vivants. | Comprendre la digestion ; analyser le sang au laboratoire d'un hôpital. |
| Chimie industrielle | Elle fabrique des substances en grande quantité dans des usines. | Usine d'alumine, cimenterie, fabrique de savon ou de boissons. |
| Chimie pharmaceutique | Elle conçoit et fabrique les médicaments. | Médicaments contre le paludisme. |
| Agrochimie | Elle étudie les produits utiles à l'agriculture (engrais, traitements) et les sols. | Choisir un engrais adapté à une rizière. |
| Chimie de l'environnement | Elle étudie la pollution de l'air, de l'eau et des sols et cherche à la réduire. | Surveiller les rivières près des mines ; traiter les déchets. |
| Chimie physique | Elle étudie les lois qui règlent les transformations (chaleur, vitesse, électricité). | Comprendre pourquoi une réaction est rapide ou lente. |
Ces branches ne sont pas séparées par des murs : un même problème fait souvent appel à plusieurs d'entre elles. Pour protéger une rivière près d'une mine d'or, il faut par exemple la chimie analytique (mesurer les polluants), la chimie minérale (connaître les métaux) et la chimie de l'environnement (trouver des solutions).
Méthode
Pour trouver à quelle branche de la chimie appartient une activité :
- Je repère la substance étudiée : vient-elle d'une roche ou d'un métal (minérale), d'un être vivant ou du pétrole (organique) ?
- Je repère le but : analyser (analytique), fabriquer en grande quantité (industrielle), soigner (pharmaceutique), cultiver (agrochimie), protéger la nature (environnement).
- Je repère le lieu : dans un être vivant (biochimie), dans une usine (industrielle).
- Je conclus en nommant une ou plusieurs branches et je justifie.
Exemple
Hawa mesure la quantité de fer et de nitrates dans l'eau d'un forage à Siguiri. Quelle branche ?
Le but : savoir ce que contient l'eau et en quelle quantité, c'est-à-dire analyser.
Conclusion : c'est de la chimie analytique (au service de la chimie de l'environnement et de la santé).
Exemple
Une usine fabrique des bidons en plastique à partir de produits tirés du pétrole. Quelle branche ?
La substance : le plastique vient du pétrole, c'est un composé du carbone, donc chimie organique.
Le lieu et le but : fabrication en grande quantité dans une usine, donc chimie industrielle.
Conclusion : chimie organique (plus précisément pétrochimie) et chimie industrielle.
5. Un savant important : Lavoisier
Pendant longtemps, on a transformé la matière sans vraiment comprendre ce qui se passait. Au XVIIIe siècle, le Français Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794) a fait de la chimie une science moderne. Il pesait avec soin les substances avant et après les transformations. Il a montré que :
- l'air contient un gaz qui permet aux corps de brûler, qu'il a nommé oxygène ;
- au cours d'une transformation chimique, la masse totale se conserve.
On résume souvent son idée par la phrase : « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme. » Lavoisier est souvent appelé le père de la chimie moderne.
Son secret : la méthode expérimentale, que tous les chimistes utilisent aujourd'hui.
- 1J'observe un phénomène et je me pose une question.
- 2Je propose une réponse possible : une hypothèse.
- 3Je réalise une expérience pour tester mon hypothèse.
- 4J'observe et je mesure les résultats avec soin.
- 5Je conclus : l'hypothèse est confirmée ou rejetée.
6. Retour à la fête de l'école
Hawa fait de la chimie analytique, Ibrahima de la chimie minérale et industrielle, Kadiatou utilise la chimie pharmaceutique, Lansana l'agrochimie. Ils travaillent dans des branches différentes d'une même science.
3Je retiens
Je retiens
La chimie est divisée en branches, car elle étudie un nombre immense de substances.
Chimie minérale (inorganique) : roches, minerais, métaux, eau, sel, gaz de l'air (ex. : bauxite, or, fer).
Chimie organique : composés du carbone, issus des êtres vivants ou du pétrole (ex. : sucre, huiles, plastiques, butane).
Autres branches : analytique (analyser), biochimie (êtres vivants), industrielle (usines), pharmaceutique (médicaments), agrochimie (agriculture), chimie de l'environnement (pollution).
Lavoisier (1743-1794), père de la chimie moderne : la masse se conserve au cours d'une transformation chimique.
La méthode expérimentale : question, hypothèse, expérience, résultats, conclusion.
4Erreurs fréquentes
- Croire que « organique » veut dire « biologique » ou « naturel » : un sachet plastique appartient à la chimie organique, car il est fait de composés du carbone.
- Ranger l'eau ou le sel dans la chimie organique parce qu'on les trouve dans les êtres vivants : ce sont des substances minérales.
- Penser qu'une activité appartient à une seule branche : une usine de médicaments relève à la fois de la chimie pharmaceutique, organique et industrielle.
- Confondre la biochimie (transformations dans les êtres vivants) et la biologie (étude des êtres vivants en général).
5Je m’exerce
1Exercice 1
Recopie et complète : « La chimie … étudie les composés du carbone. La chimie … étudie les roches, les métaux et les minerais. La … étudie les transformations chimiques dans les êtres vivants. »
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« La chimie organique étudie les composés du carbone. La chimie minérale étudie les roches, les métaux et les minerais. La biochimie étudie les transformations chimiques dans les êtres vivants. »
2Exercice 2
Classe les substances suivantes en « chimie minérale » ou « chimie organique » : le sel de cuisine, l'huile de palme, le fer, l'essence, la bauxite, le sucre, l'eau, un seau en plastique.
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- Chimie minérale : le sel de cuisine, le fer, la bauxite, l'eau.
- Chimie organique : l'huile de palme, l'essence, le sucre, le seau en plastique.
3Exercice 3
Relie chaque métier à une branche de la chimie :
a) le technicien qui analyse le sang d'un malade ;
b) l'ingénieur d'une cimenterie ;
c) l'agent qui mesure la pollution d'une rivière près d'une mine ;
d) le pharmacien qui prépare un sirop.
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a) Biochimie (et chimie analytique) : il étudie les substances du corps humain.
b) Chimie minérale et chimie industrielle : le ciment est fabriqué en grande quantité à partir de roches.
c) Chimie de l'environnement (et chimie analytique) : il mesure et cherche à réduire la pollution.
d) Chimie pharmaceutique : il prépare un médicament.
4Exercice 4
a) Qui était Lavoisier ? b) Quelle loi a-t-il établie ? c) Explique avec tes mots la phrase « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme ».
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a) Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794) est un savant français du XVIIIe siècle, appelé le père de la chimie moderne.
b) Il a établi la loi de conservation de la masse : au cours d'une transformation chimique, la masse totale des produits est égale à la masse totale des réactifs.
c) Au cours d'une transformation chimique, la matière ne disparaît pas et n'apparaît pas à partir de rien : les réactifs se changent en produits, mais la quantité totale de matière reste la même.
5Exercice 5
Lis le texte : « À Boké, une coopérative de femmes fabrique du savon avec du beurre de karité. Avant de vendre, elles font contrôler par un laboratoire que leur savon n'abîme pas la peau. Les déchets de fabrication sont traités pour ne pas polluer le marigot voisin. »
a) Relève trois activités décrites dans le texte.
b) Pour chacune, nomme la branche de la chimie concernée et justifie.
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a) Fabriquer du savon ; faire contrôler le savon par un laboratoire ; traiter les déchets pour protéger le marigot.
b) Fabrication du savon : chimie organique, car le beurre de karité et le savon sont des composés du carbone (et chimie industrielle si la production est grande). Contrôle au laboratoire : chimie analytique, car on cherche ce que contient le savon. Traitement des déchets : chimie de l'environnement, car le but est d'éviter la pollution de l'eau.
Cherche d’abord seul, sur ton cahier, puis ouvre le corrigé pour comparer.
6Je vérifie
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