C4 Reconnaissance De Quelques Ions

C4

Reconnaissance de quelques ions 3e

Matériel : papier pH, solution d'acide chlorhydrique, solution d'hydroxyde de sodium (soude), eau distillée Nitrate d'argent, solution de sulfate de cuivre, solutions de sulfate de fer II, solution de chlorure de fer III, solution de chlorure de sodium, 6 tubes à essais, 1 porte tubes, 1 pipette plastique, 1 phmètre.

I- Ions à connaître ion sodium Na

ion chlorure

+

Cl

-

ion cuivre

ion fer II

2+

ion fer III

2+

Cu

Fe

3+

Fe

ion hydrogène ion hydroxyde H+

HO-

II- Quelques tests de reconnaissance 1) Trouvons les tests caractéristiques ( Voir diaporama) On appelle précipité, le solide qui se forme lors du test. ion à reconnaître

test

résultat

ion chlorure Cl-

au nitrate d'argent

précipité blanc qui noircit à la lumière

ion fer II Fe2+

à la soude ( hydroxyde de sodium )

précipité vert

ion fer III Fe3+

à la soude ( hydroxyde de sodium )

précipité rouille

ion cuivre Cu2+

à la soude ( hydroxyde de sodium )

précipité bleu

Texte à trou Conclusion : Quand on ajoute quelques gouttes d’une solution d’hydroxyde de sodium à :  une solution contenant des ions cuivre (Cu2+) on observe la formation d’un précipité de couleur bleue  une solution contenant des ions fer II (Fe2+) on observe la formation d’un précipité de couleur verte  une solution contenant des ions fer III (Fe3+) on observe la formation d’un précipité de couleur orange  une solution contenant des ions zinc (Zn2+) on observe la formation d’un précipité de couleur blanche Les ions hydroxyde HO- ont réagi avec les ions Cu2+, Fe2+, Fe3+ et Zn2+. Quand on ajoute quelques gouttes d’une solution de nitrate d’argent à :  une solution contenant des ions chlorure (Cl-) on observe la formation d’un précipité de couleur blanche qui noircit à la lumière

Les ions argent Ag+ ont réagi avec les ions Cl2) Mais qui a tué Pamela Rose ? Voir TP noté Le test au nitrate d’argent est négatif Le test à l’hydroxyde de sodium est positif car on observe la formation d’un précipité vert. On peut donc en conclure que Pamela Rose a été tuée dans le bâtiment 2 contenant du sulfate de fer II. III- Quel est l'ion responssable de l'acidité ? 1) Qu'est ce que le pH d'une solution ? Il y a toujours dans l’eau des ions H+ et HO-. Ils proviennent de la dissociation inévitable de quelques molécules d’eau. • Si l’eau est pure, elle ne contient pas d’autres ions : pour respecter la neutralité électrique de la solution, il y a donc autant d’ions H+ que d’ion HO-. • Si l’eau n’est pas pure, il se rajoute d’autres ions qui viennent modifier cette égalité et il peut y avoir par exemple un million de fois plus d’ions H+ que d’ions HO- ou bien le contraire. Cet écart de population a des conséquences très importantes sur les propriétés chimiques de la solution aqueuse ; c’est pourquoi on a cherché à exprimer la population d’ions H+ par un nombre : le pH de la solution +

solution acide

0

7 solution neutre

solution basique

+ 14

Une solution aqueuse neutre contient autant d'ions hydrogène H+ que d'ions hydroxydes HO-. Une solution aqueuse acide contient plus d'ions hydrogène H+ que d'ions hydroxydes HO-. Une solution aqueuse basique contient moins d'ions hydrogène H+ que d'ions hydroxydes HO-. Le pH est une grandeur sans unité qui varie de 0 à 14 pour les solutions aqueuses. Il informe sur l’acidité d’une solution Remarque : Toute solution aqueuse est toujours électriquement neutre : le nombre total de charges positives est toujours égal au nombre de charges négatives. 2) Les dangers des solutions acides et basiques concentrées La manipulation d'acides et de bases concentrées présente des dangers pour les utilisateurs et pour l'environnement. Elles sont très corrosives et très irritantes. Leur contact accidentel avec la peau occasionne de graves brûlures. L'ingestion de ce type de liquides entraine une intoxication aigüe et de graves lésions dans l'organisme. Voir fiche d'activité sur les dangers 3) Reconnaissance de solutions acides et basiques : Comment utiliser le papier indicateur de pH ? a) Méthode donnant un ordre de grandeur Le papier pH est très couramment utilisé pour déterminer le caractère acide, basique ou neutre d’une solution. C’est un rouleau de papier enroulé qui a été imbibé de substances spécifiques, qui ont la propriété de changer de couleur selon la valeur du pH. En comparant la couleur obtenue avec le nuancier on peut trouver un ordre de grandeur du pH de la solution testée

Vous disposez de 4 solutions dont vous devez déterminer un ordre de grandeur du pH grâce au papier pH fourni Protocole : 1. Couper un petit morceau de papier pH (1 cm de longueur) avec les doigts bien secs et le déposer dans une soucoupe 2. Plonger l’agitateur en verre dans la solution à tester 3. Déposer délicatement une goutte de solution sur le papier pH 4. Observer a - Tester le pH des 4 solutions b - Schématiser votre expérience à l’aide de 2 schémas et légender les

c – Regrouper les résultats dans un tableau (solutions testées, couleur du papier et valeur du pH)

Solutions testées

Coca

Eau déminéralisée

Solution d’hydroxyde de sodium

Couleur du papier pH

jaune

vert

Bleu

rouge

Valeur du pH

3

7

14

1

Acide / Basique ou neutre ?

Acide

Neutre

Basique

acide

Ions majoritaires ?

H+

Aucun (H+ et HO-)

HO-

H+

Solution d’acide chlorhydrique

b) Méthode précise Le pH-mètre est un instrument électronique qui permet de mesurer directement le pH. Après avoir rincé l’électrode à l’eau déminéralisée il suffit de la plonger dans la solution à tester 4) Effet de la dilution

acide concentré

acide dilué

pH 1,7 1,9 Diluer une solution aqueuse consiste à y ajouter de l’eau déminéralisée. Lorsqu'on dilue un acide, le pH se rapproche de 7 mais le nombre d'ions H+ et HO- ne change pas. Quand on dilue une solution acide son pH augmente sans jamais dépasser 7 Quand on dilue une solution basique, son pH diminue en restant toujours supérieur à 7

Correction Schématiser votre expérience à l’aide de 2 schémas et légender les

c – Regrouper les résultats dans un tableau (solutions testées, couleur du papier et valeur du pH)

Solutions testées

Coca

Eau déminéralisée

Solution d’hydroxyde de sodium

Solution d’acide chlorhydrique

Couleur du papier pH Valeur du pH Acide / Basique ou neutre ? Ions majoritaires ?

b) Méthode précise Le pH-mètre est un instrument électronique qui permet de mesurer directement le pH. Après avoir rincé l’électrode à l’eau déminéralisée il suffit de la plonger dans la solution à tester

5) Effet de la dilution acide concentré pH Diluer une solution aqueuse consiste à y ajouter de l’eau déminéralisée.

acide dilué