Exercices Les édifices ordonnés : les cristaux

Prépare-toi à progresser en Enseignement scientifique avec ces exercices niveau 1re : "Les édifices ordonnés : les cristaux". Conçu pour renforcer les notions clés vues en cours, cet entraînement te permet de t’exercer à ton rythme. Idéal pour réviser efficacement et gagner en confiance. À toi de jouer !

Le chocolat est un mélange de beaucoup d’espèces chimiques. Le beurre de cacao qui le constitue, est composé d’acides gras différents.
Le tempérage du chocolat, est l’art de faire cristalliser le beurre de cacao. C’est ce qui rend le chocolat brillant et croquant.
Les cristaux peuvent se former sous 6 phases différentes, numérotées de I à VI. La phase recherchée est la phase V, car c’est celle qui se forme le plus vite. La phase VI est la plus stable, mais est longue à former – elle se forme progressivement à mesure que le chocolat vieillit.
Le tempérage est donc une étape importante, mais ce n’est pas chose aisée, car il faut respecter une courbe de température. La voici pour le chocolat blanc :

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Si le chocolat n’est pas tempéré, le beurre de cacao cristallise sous la forme des 5 premières phases, de manière inhomogène.
Quel terme caractérise alors le chocolat solide formé, d’un point de vue microscopique ?

Le chlorure de sodium, appelé communément « sel de cuisine » est un solide constitué d’ions chlorure $\text{Cl}^-$ et d’ions sodium $\text{Na}^+$ empilés de matière régulière.

Document 1 : Schéma d’un cristal de chlorure de sodium

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En vous concentrant sur les ions chlorure représentés sur le document 1, identifiez le type cristallin du chlorure de sodium.

Le fer est un métal dont la masse volumique est de $7,86\times 10^3\,\text{kg}\cdot\text{m}^{-3}$ dans les conditions normales de température et de pression. Il existe sous différentes formes cristallines, appelées « formes allotropiques ».
Le diagramme de phases simplifié ci-après présente la forme qu’adopte le fer dans des conditions données de températures et de pression :

diagramme de phases du fer -

Le fer epsilon adopte une maille hexagonale, dont nous ne parlerons pas dans cet exercice. Le but de l’exercice est de déterminer le type de maille adopté par le fer sous forme alpha et gamma.
On donne ci-dessous les structures des mailles cubiques centrées (CC) et cubiques à faces centrées (CFC) :

Les cristaux avec structures des mailles cubiques centrées (CC) et cubiques à faces centrées (CFC)

Dans les conditions normales de température et de pression (25 °C et 1 bar), sous quelle forme allotropique (alpha, gamma ou epsilon) le fer cristallise-t-il ?

Contenus complémentaires

Étude des cristaux dans le chocolat
Structure d’un cristal de chlorure de sodium

Étude de deux mailles cristallines de fer

Exercices Les édifices ordonnés : les cristaux

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Étude des cristaux dans le chocolat

Structure d’un cristal de chlorure de sodium

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Étude de deux mailles cristallines de fer

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