TP de Chimie Minérale – Carbone

Compte-rendu séance #2 – 19/03/2008

1. Eau de chaux

On a fabriqué de l'eau de chaux en dissolvant de la chaux vive Ca(OH)2 dans de l'eau distillée. La solution est laissée à décanter et filtrée 2 fois.Elle se trouble bien quand on souffle dedans.

2. Réduction de l'oxyde cuivrique

2.1. Manip #1 – test et aspect qualitatifCyril, Mélanie, Sébastien

Nous avons mélangé du carbone végétal et de l'oxyde de cuivre II CuO, à quantité à peu près égales, dans un tube à essai. Le tube a essai peut dégazer dans un autre tube, contenant de l'eau de chaux.

Nous avons ensuite chauffé le tube sur flamme à gaz. Au bout de 10 minutes environ, le métal sur les parois devient rougeâtre quand il est hors de la flamme. Il ressemble à du cuivre et il reste beaucoup de solide noir.

Pour mettre en évidence le cuivre, nous avons choisi de le mettre en solution (Cu2+), puis de le caractériser. Le restant de poudre est réparti dans trois tubes à essais :

- tube 1 : Ammoniaque à 10% → coloration bleue très nette (complexe [Cu(NH3)4(H2O)2]2+ coloré bleu intense [1])

- tube 2 : Acide Nitrique 65% (pour oxyder Cu en Cu2+) et Acide sulfurique à 0,1 M pour apporter le contre ion et avoir Cu2+SO4

2- → coloration très légèrement bleue.

- tube 3 : HNO3 puis H2SO4 puis NaOH → Précipité de Cu(OH)2 un peu + bleu, mais pas flagrant.

L'eau de chaux n'a pas été troublée au cours de la manip, mais on peut estimer que que l'on a bien eu la réaction attendue.

2CuOCCO22Cu

2.1. Manip #2 – proportions stoechiométriquesCyril, Mélanie

Nous avons cette fois mélangé en proportions stœchiométriques le même mélange. Le dispositif est toujours le même (sauf que le tube n'est pas en Pyrex cette fois...). On chauffe deux fois plus fort.

Au final, on a plus de produit que dans la première manip. La poudre est gardée dans le tube pour la séance suivante (caractérisation et quantification ?). L'eau de chaux a bien été troublée par le dioxyde de carbone.

3. Réduction de Nitrates et ChloratesCyril, Mélanie

Sur une brique, nous avons placé du KNO3 puis nous avons porté un bâton de carbone incandescent sur la poudre. Un amalgame se forme sur le bâton que l'on rechauffe à la flamme. On observe une flamme bleue caractéristique.

Même expérience avec KClO3. La flamme est plus vive (crépitemment).

Reste à recommencer l'expérience la prochaine séance, mais avec une caractérisation des produits formés pour vérifier les réactions.

2KClO33C2KCl3CO2 4KNO35C2K 2CO33CO22N2

4. Adsorption de colorantsMohamed, Sébastien

Après quelques essais de filtrages à l'arrache de divers colorants sur papier filtre avec un peu de carbone, nous avons disposé des entonnoirs avec verres frittés (taille 2) contenant environ 1,5 cm de carbone non tassé. Nous faisons ensuite passer quelques millilitres de nos colorants à travers le filtre. La manip est réalisée avec 5 colorants, pendant une heure environ :

– « Violet de Paris » (violet de gentiane) de couleur mauve très foncé ; solvant non mentionné jaune pâle en sortie→– « Jaune Naphtol » de couleur jaune, solvant éthanol absolu → incolore en sortie

– « Carmin 40 » de couleur rouge, solvant éthanol absolu incolore en sortie→– « Hélianthine » de couleur orange rosé, solvant non précisé raté, pas de filtrat→– « Bleu de bromothymol » de couleur bleu après NaOH bleu ciel en sortie→

On voit que le carbone a adsorbé certains constituants, dont les colorants en question. Nous avons gardé les solutions initiales et finales pour enregistrer leur spectre d'absorbance visible à la prochaine séance.

[1] Les complexes, un topic sur le forum de Futura-Sciences <http://forums.futura-sciences.com/thread38581.html>