Physique-Chimie : Ondes, Conductimétrie et Acido-basicité

Ensemble complet de cartes de vocabulaire portant sur l'acoustique, l'effet Doppler, les analyses physiques par spectrophotométrie et conductimétrie, ainsi que les équilibres acido-basiques.

Onde sonore

Perturbation de la pression de l'air qui se propage de proche en proche, transportant ainsi de l'énergie sans transporter de matière.

Intensité sonore ($I$)

Puissance sonore transportée par l'onde par unité de surface en un point, donnée par la formule $I = \frac{P}{S}$ et mesurée en $W\cdot m^{-2}$.

Niveau d'intensité sonore ($L$)

Grandeur traduisant la perception logarithmique de l'oreille humaine, définie par $L = 10 \log\left(\frac{I}{I_0}\right)$ et exprimée en décibels ($dB$).

Seuil d'audibilité ($I_0$)

Intensité sonore minimale de référence détectable par l'oreille humaine, fixée conventionnellement à $I_0 = 1,0 \times 10^{-12}\,W\cdot m^{-2}$.

Atténuation sonore ($A$)

Perte de niveau sonore consécutive à l'éloignement d'une source ou au franchissement d'un obstacle, calculée par $A = L_{\text{sortie}} - L_{\text{entrée}} = 10 \log\left(\frac{I_{\text{sortie}}}{I_{\text{entrée}}}\right)$ (en $dB$).

Effet Doppler

Modification de la fréquence d'une onde perçue par un récepteur en mouvement relatif par rapport à la source émettrice.

Décalage Doppler ($\Delta f$)

Écart entre la fréquence reçue et la fréquence émise ($\Delta f = f_r - f_e$), strictement positif ($\Delta f > 0$) si la source se rapproche et négatif ($\Delta f < 0$) si elle s'éloigne.

Effet Doppler-Fizeau

Manifestation de l'effet Doppler pour les ondes électromagnétiques, entraînant un décalage des raies spectrales utilisé notamment pour détecter des exoplanètes.

Fréquence reçue en rapprochement

Fréquence $f_r$ perçue plus aiguë qu'à l'émission ($f_r > f_e$) lorsqu'une source sonore se rapproche d'un observateur à une vitesse $v$, exprimée par $f_r = \frac{f_e}{1 - \frac{v}{c}}$.

Fréquence reçue en éloignement

Fréquence $f_r$ perçue plus grave qu'à l'émission ($f_r < f_e$) lorsqu'une source sonore s'éloigne d'un observateur à une vitesse $v$, exprimée par $f_r = \frac{f_e}{1 + \frac{v}{c}}$.

Conductance ($G$)

Grandeur électrique non intrinsèque égale à l'inverse de la résistance ($G = \frac{1}{R}$), exprimée en siemens ($S$) et reliant le courant à la tension par $I = G \times U$.

Conductivité ($\sigma$)

Grandeur intrinsèque à une solution mesurant son aptitude à conduire le courant, exprimée en $S\cdot m^{-1}$ et liée à la géométrie de la cellule par $G = \sigma \frac{S}{\ell}$.

Conductivité molaire ionique ($\lambda_i$)

Grandeur caractéristique d'un ion $X_i$ en solution aqueuse traduisant sa contribution à la conduction électrique, exprimée en $S\cdot m^2\cdot mol^{-1}$.

Loi de Kohlrausch

Loi valable pour les solutions ioniques suffisamment diluées établissant que la conductivité est la somme des contributions de chaque ion : $\sigma = \sum_{i} \lambda_i [X_i]$.

Dosage conductimétrique par étalonnage

Méthode d'analyse non destructive consistant à déterminer la concentration d'un soluté ionique en comparant sa conductivité à une gamme de solutions étalons de concentrations connues.

Loi de Beer-Lambert

Loi reliant l'absorbance d'une solution à la concentration molaire des espèces chimiques colorées présentes : $A_\lambda = \sum \epsilon_{i,\lambda} \ell [X_i]$.

Acide de Brönsted

Espèce chimique capable de céder un proton $H^+$ au cours d'une transformation chimique.

Base de Brönsted

Espèce chimique capable de capter un proton $H^+$ au cours d'une transformation chimique.

Couple acide-base

Ensemble constitué de deux espèces chimiques conjuguées susceptibles de se transformer l'une en l'autre par le transfert d'un unique proton $H^+$.

Ion oxonium ($H_3O^+$)

Espèce chimique résultant de la captation d'un ion $H^+$ par une molécule d'eau, directement responsable du caractère acide d'une solution aqueuse.

Potentiel hydrogène ($pH$)

Grandeur sans dimension quantifiant l'acidité d'une solution aqueuse, définie par $pH = -\log\left(\frac{[H_3O^+]}{c^\circ}\right)$ où $c^\circ = 1\,mol\cdot L^{-1}$.

Réaction acide-base

Transformation chimique au cours de laquelle l'acide d'un couple cède un proton à la base d'un autre couple : $\text{acide}_{(1)} + \text{base}_{(2)} \rightleftharpoons \text{base}_{(1)} + \text{acide}_{(2)}$.

Réaction d'autoprotolyse de l'eau

Réaction acido-basique se produisant spontanément dans l'eau pure, d'équation-bilan $H_3O^+ + HO^- \rightleftharpoons 2\,H_2O$.