COURS DE CHIMIE GENERALE ET MINERALE

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• cours - matière : chimie

1 REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE BADJI MOKHTAR – ANNABA – FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENT DE MEDECINE COURS DE CHIMIE GENERALE ET MINERALE PREMIERE ANNEE MEDECINE M. F.HALAIMIA

• réaction de nacl avec les acides correspondants
• acide orthophosphoreux
• phosphate de calcium
• solution de chlorure de sodium
• sodium
• h3po4
• masses
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Extrait

1
REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE
SCIENTIFIQUE

UNIVERSITE BADJI MOKHTAR – ANNABA –

FACULTE DE MEDECINE

DEPARTEMENT DE MEDECINE








COURS DE CHIMIE GENERALE ET MINERALE












PREMIERE ANNEE MEDECINE



M. F.HALAIMIA


à
à
à
à
à
2


III. ELEMENTS DE CHIMIE MINERALE

III. LES ALCALINS
1 1 1 1 Les métaux alcalins sont lés éléments du groupe I : ( H, 1s ) ; ( Li, 2s ) ; ( Na, 3s ) ; ( K, 4s ) ; A 1 3 11 19
1 1 1( Rb, 5s ) ; ( Cs, 6s ) ; ( Fr, 7s ). 37 55 87
+Ils perdent facilement un électron pour donner des ions Me , (Me pour métal) ; leur chimie est par
suite essentiellement ionique. De densité très faibles, ces métaux sont mous et leur point de fusion
sont peu élevés.
Leur préparation est la méthode électrolytique (électrolyse des chlorures fondus).

: Composés
NaCl (3% dans l’eau de mer ; sel gemme) ; NaOH (obtenu par électrolyse des saumures) ; Na SO 2 4
et NaNO (obtenus par réaction de NaCl avec les acides correspondants : H SO et HNO ). 3 2 4 3
Na CO (obtenu par le procédé Solvay) 2 3
Procédé Solvay ou de la « soude à l’ammoniac) : réaction du bicarbonate d’ammonium (NH HCO ) 4 3
sur une solution de chlorure de sodium.
Etapes du Procédé Solvay :
a/ préparation de la saumure ammoniacale
NaCl + H O + NH 2 3
b/ carbonatation
2 NH + 2 CO + 2 H O 2 NH CO 3 2 2 4 3

2 NH CO + 2 NaCl 2 NaHCO + 2 NH Cl 4 3 3 4
b/ Séparation et torréfaction du NaHCO 3
2 NH CO Na CO + H O + CO 4 3 2 3 2 2
d/ Récupération de l’ammoniac
CaCO CaO + CO 3 2
CaO + 2 NH Cl + H O CaCl + 2 H O + 2 NH 4 2 2 2 3

Sodium (Na)
On prépare le sodium par l’électrolyse de ses sels fondus dans un bain électrolytique de Down.
Le sodium frais à la couleur de l’argent, mais se ternit rapidement à l’air par suite de l’oxydation.
Il brûle vivement dans l’air, O ou Cl . Il réagit violemment avec l’eau pour former de l’hydrogène. 2 2
C’est pourquoi on le conserve dans un solvant inerte et anhydre (toluène). à
à
à
à
3

IV. LES METAUX ALCALINO-TERREUX
2 2 2 2 2 Ce sont les éléments du groupe II : ( Be, 2s ) ; ( Mg, 3s ) ; ( Ca, 4s ) ; ( Sr, 5s ) ; ( Ba, 6s ) ; A 4 12 20 38 56
2( Ra,7s ). 88
La petitesse des rayons atomique de ces éléments entraîne des densités plus fortes, des températures
de fusion et d’ébullition beaucoup plus élevées et une dureté plus grande que celle des éléments du
groupe I.

IV-1/ Magnésium (Mg)
Existe sous forme de carbonates (Dolomit CaMg(CO )2), silicates, chlorures et sulfates, l’eau de 3
mer contient 0.35% de MgCl . 2
Préparation par électrolyse de MgCl fondu en présence d’un fondant : 2
MgCO MgO + CO 3 2
MgO + C + Cl MgCl2 + Co + Δ 2

Mg liquide (pF = 650°C) est léger et se trouve à la surface, où l’on peut recueillir.
Aux températures élevées le magnésium brûle dans l’air et produit une lumières vive en se
combinant avec l’oxygène et avec l’azote.
2 Mg + O 2 MgO 2
3 Mg + N Mg N 2 3 2

IV-2/ Calcium
Existe sous forme de carbonates (calcaire, marbre), de sulfates (gypse : CaSO .2H O), de 4 2
phosphates ( apatite : Ca (PO ) F) ), de fluorures (spathfluor : ou fluorine). 5 4 3
On le prépare par électrolyse du chlorure de calcium fondu.
Composés :
CaH (hydrure de ce calcium), CaCl , Ca(NO ) , CaO 2 2 3 2

V. LES HALOGENES ( générateurs de sels)
Ce sont Les éléments du groupe VII . Les quatre premiers halogènes existent dans la nature sous A
forme de combinaisons à cause de leur grande réactivité. Il y a des minéraux de fluor :
CaF (spathfluor), Na [(AlF )] (le cryolithe). 2 3 6
Le chlore est extrait des eaux de mer et des dépôts de sel gemme qui renferment des chlorures de
sodium, de potassium, de magnésium et des sels doubles : (KCl.MgCl .6H O) , (KCl.MgSO .3H O) 2 2 4 2
V-1/ Propriétés à
à
4
V-1-1/ Propriétés physiques




V-1-2/ Propriétés chimiques
: Action de l’eau
Tous sont oxydants en présence d’eau.
Fluor : décomposition de l’eau avec formation de HF, O H O et F O 2 2 2 2
Chlore : l’eau de chlore se décompose lentement : Cl + H O HCl + HOCl 2 2
Au soleil : 2HCl + 1/2 O 2
Brome : l’eau de brome se décompose peu à peu : Br + H O HBr + HOBr 2 2
Au soleil : 2HBr + 1/2 O 2
Iode : l’eau de iode est stable

Action sur les métaux : ils se combinent avec presque tous les métaux

IV. FAMILLE DE L’AZOTE
Le groupe V de l’azote ( N), comprend le phosphore ( P) , l’astate ( As) , l’antimoine ( Sb) et le A 7 15 33 51
2 3bismuth ( Bi) de structure externe :ns np , n = 2,3,4,5,6 respectivement. 83
IV-1/ L’AZOTE ( N) 7
Existence sous forme de gaz diatomique (N ) 79.09% en volume de l’air ; se trouve également à 2
l’état combiné dans plusieurs sels : chlorure d’ammonium et le nitrate de sodium ( salpêtre de
Chili).
IV-1-1/ Préparation :
L’azote est une molécule diatomique, possédant une triple liaison (1 liaison σ et 2 liaisons ) ; la
longueur de la liaison est de 1.09 Å.
L’énergie de dissociation est de 255 kcal/mole, énergie assez élevée qui fait q’aux températures
ordinaires, l’azote est presque aussi inerte qu’un gaz rare. à
à
à
à
à
à
à
5
a/ On peut obtenir de l’azote en retirant l’oxygène de l’atmosphère ou en réalisant la distillation
fractionnée de l’air liquide.
b/ On peut également l’obtenir en chauffant du nitrite d’ammonium : NH NO 3 N + 2Na 4 2 2

IV-1-2/ Composés azotés
a/ L’ammoniac (NH ) est préparé en chauffant un mélange formé d’un sel d’ammonium et d’une 3
base non volatile : NH Cl + NaOH NH + H O + NaCl, c’est un bon exemple de déplacement 4 3 2
d’une base faible (NH ) par une base forte (NaOH). 3
Par traitement d’un nitrure par l’eau : Mg N + 6H O 3 Mg(OH) + 2 NH3 2 2 2 3
Industriellement : par le procédé de Haber-Bosch consistant en la fixation de l’azote atmosphérique
sur l’hydrogène : N + 3 H 2NH + Δ 2 2 3
1 vol 3 vol 2 vol
Ceci est un exemple de l’équilibre chimique déplacé dans le sens de la formation de l’ammoniac par
une augmentation de la pression et un abaissement de la température. (pratiquement, p = 200 à
1000 atm. et la réaction étant exothermique, on a un meilleur rendement à basse température).
On opère à 400°C pour une cinétique satisfaisante.
b/ L’hydrazine (N H ) , composés azote-halogène (NX ) : NF , NCl 2 4 3 3 3
c/ Oxydes d’azote : oxyde nitreux (N O), oxyde nitrique (NO), dioxyde d’azote (NO ), pentaoxyde 2 2
de diazote (N O ). 2 5
NO était obtenu industriellement (avant la réalisation de la synthèse de l’ammoniac) à 10 % de
rendement par une réaction endothermique dans l’arc électrique à 5000° C . ( Δn = 0 => pas
d’influence de la pression) :

Δ + N + O 2 NO 2 2
Actuellement, on l’obtient par l’oxydation catalytique de l’ammoniac par le procédé Ostwald :


d/ Acides oxygénés de l’azote : l’acide nitreux (HNO ) et l’acide nitrique (HNO ). Ce dernier est 2 3
préparé au laboratoire par chauffage de nitrate de sodium et d’acide sulfurique concentré : H SO 2 4
+ NaNO NaHSO + HNO 3 4 3
Industriellement :
N + 3 H 2 NH + Δ (Haber-Bosch) 2 2 3
2 NH + 5/2 O 2 NO + 3 H O (Ostwald) 3 2 2
NO + 1/2 O NO 2 2
2 NO + H O + 1/2O à 2 HNO 2 2 2 3à
à
à
6
On obtient ainsi de l’acide nitrique dilué qu’on peut concentrer par distillation jusqu’à 68%
HNO . 3

IV-2/ LE PHOSPHORE ( P) 15
Etat naturel : phosphate de calcium. Les os de tous les vertébrés renferment du phosphate de
calcium.
P existe sous plusieurs formes cristallines : P blanc (P ) instable ; P rouge : (P blanc Prouge) ; P 4
violet ; P noir (modification la plus stable du phosphore)
Préparation : par chauffage de minerais de phosphate avec du coke et du bioxyde de silicium dans
un four électrique.
IV-2-1/ Oxacides du phosphore : H PO (acide hypophospho