MODULE AVANCE D’ENSEIGNEMENT ET …unesdoc.unesco.org/images/0014/001491/149134f.pdf · CHAPITRE V VITESSE DE REACTION ET EQUILIBRE CHIMIQUE VITESSE DE REACTIONS CHIMIQUES ... Changement

MODULE AVANCED'ENSEIGNEMENT ET

D'APPRENTISSAGE

EXPERIENCES DEMICROCHIMIE

(MANUEL DE L'ENSEIGNANT)

µscienceµscience

The UNESCO-Associated Centre for Microscience ExperimentsRADMASTE Centre

University of the Witwatersrand, Johannesburg

RADMASTE

RADMASTE

CENTRE

CENTRE

SC/BES/MCS/2006/3Décembre 2006

Original : anglais

Organisation des Nations Unies pour l�éducation, la science et la culture

TABLE DES MATIERES

CHAPITRE I

PROPRIETES ET CLASSIFICATION DE LA MATIERE

ELEMENTS ET COMPOSESDécomposition de l'Oxyde de Mercure(II)Eléctrolyse de l'EauL'electrolyse D'une Solution De Chlorure De Cuivre(II)

MELANGESTechniques de Séparation - Chromatographie sur PapierSéparation de deux Colorants par Chromatographie sur Colonne

MODELE PARTICULAIRE DE LA MATIERE

Composés, Eléments, Substances Pures et Mélanges - Modélisation des Atomes et des MoléculesEst-ce que les Substances Dissoutes peuvent se Répandre?Collision de Nuages ColoréesBallons avec Fuites ???A quel Rythme l'Ammoniac Gazeux Diffuse-t-il ?

DIOXYGENE, DIHYDROGENE ET DIOXYDE DE CARBONE

PROPRIETES DU DIOXYGENEPréparation et Mise en Evidence du Dioxygène

PROPRIETES DU DIHYDROGENEPréparation et Mise en Evidence du Dihydrogène

PROPRIETES DU DIOXYDE DE CARBONEPréparation et Propriétés du Dioxyde de CarbonePartie 1: Préparation du Dioxyde de CarbonePartie 2: Production de Dioxyde de Carbone pendant la RespirationPartie 3: Dissolution du Dioxyde de Carbone dans l'EauPartie 4: Effet du Dioxyde de Carbone sur la Combustion

Réaction du Carbone avec le Dioxygène

CHAPITRE II

CHANGEMENTS CHIMIQUES DES SUBSTANCES

COMBUSTIONRéaction du Cuivre avec le dioxygèneRéaction du Soufre avec le dioxygèneRéaction du Magnésium avec le dioxygène

CHAUFFAGE DES SUBSTANCESDécomposition du Carbonate de CuivreDécomposition du Carbonate d'AmmoniumRéduction de l'Oxyde de Cuivre(II)

REACTIONS DES ACIDESTitrage Acide/base- Une IntroductionL'influence Des Acides Et Alkalis Dilues Sur Les IndicateursReaction De L'acide Sulfurique Avec De L'oxyde De Cuivre(II)Reaction Des Acides Avec L'hydroxyde De Sodium

CHAPITRE III

REACTIONS CHIMIQUES DE CERTAINS ELEMENTS

REACTION DES METAUXRéaction des Métaux des Groupes 1 et 2 avec de l'EauPartie 1: Réaction des Métaux du Groupe 1- Sodium et Potassium - avec de l'Eau.Partie 2: Réaction des Métaux du Groupe 2 - Magnésium et Calcium - avec de l'EauPartie 3: Quel Gaz est Produit quand un Métal du Groupe 1 ou du Groupe 2 Réagit avec de l'Eau ?

Réactions des Métaux avec des Solutions de Sels MétalliquesLes Oxydes de Metaux Sont-ils Acides ou Basiques?

REACTIONS DES NON-METAUXRéactivité des Eléments du Groupe 7Préparation du Chlorure de Fer(III)Préparation du Chlorure de Cuivre(II)

ACIDES, BASES ET SELS

PROPRIETES DES ACIDES ET DES ALCALISIndicateurs Acide/BasePropriétés des Acides et des Alcalis

NEUTRALISATIONDétermination par Calorimétrie de la Stoechiométrie d'une Réaction Acide-Base

PREPARATIONS DE SELSPréparation d'un Sel: Réaction entre un Acide et un Carbonate de MétalPréparation d'un Sel: Réaction d'un Acide avec un MétalPréparation d'un Sel: Réaction entre un Acide et un Oxyde de Métal

REACTIONS CHIMIQUES ET ELECTRICITE

MISE EN EVIDENCE DES IONS EN SOLUTIONS

Conductivité et pH de Solutions d'Acides et de Bases

Partie 1: Quelle est l'influence de la concentration d'une solution d'une base ou d'un acide sur leur

conductivité et leur pH?

Partie 2: Est-ce que la nature d'une base ou d'un acide influence la conductivité et le pH de cette

solution?

REACTIONS IONIQUES

REACTIONS DE SOLUTIONS AQUEUSES DE SELS

Stoechiométrie des Réactions de Précipitation

Partie 1: La Réaction du Chromate de Potassium ((K2CrO

4(aq)) et du Chlorure de Barium (BaCl

2(aq))

Partie 2: Réaction du Nitrate de Plomb (Pb(NO3)2(aq)) et l'Iodure de Sodium (NaI(aq))

Mise en Evidence d'Ions en Solution Aqueuse

Partie 1: Mise en Evidence d'Ions Sulfates

Partie 2: Mise en Evidence d'Ions Halogénures

CHAPITRE IV

L'ATOME

MODELE ATOMIQUE

Couleurs de Flamme

CHIMIE INORGANIQUE

SOUFRE ET COMPOSES DU SOUFRE

Préparation et Propriétes du Sulfure d'Hydrogène

Préparation et Propriétes du Dioxyde de Soufre

Réaction du Dioxyde de Soufre avec le Sulfure d'Hydrogène

Pollution de l'Air par le Dioxyde de Soufre

Partie 1: Emission Incontrollée de Dioxyde de Soufre

Partie 2: La Fonction d'une Cheminée dans la Dispersion des Pollutants de l'Air

Partie 3: Elimination d'Emissions par une Substance Absorbante

Préparation et Mise en Evidence de l'Acide Chlorhydrique

Préparation et Mise en Evidence de l'Acide Nitrique

Solubilité des Sulfates de Métaux du Groupe 2 dans l'Eau

AZOTE ET COMPOSES DE L'AZOTE

Préparation de l'Ammoniac

Préparation et Propriétés du Dioxyde d'Azote

Partie 1: Préparation du Dioxyde d'Azote

Partie 2: L'Influence de la Température sur l'Equilibre: 2NO2(g) / N

2O

4 (g)

HALOGENES ET HALOGENURES

Préparation et Mise en Evidence du Dichlore

CHAPITRE V

VITESSE DE REACTION ET EQUILIBRE CHIMIQUE

VITESSE DE REACTIONS CHIMIQUES

Vitesses de Réaction - Facteurs Affectant la Vitesse d'une Réaction Hétérogene

Partie 1: Effet de l'Etat de Division des Réactifs

Partie 2: L'Effet de la Concentration des Réactifs

Partie 3: L'Effet de la Temperature

Vitesses de Réaction - Influence des Catalyseur

Partie 1: Trouver un Catalyseur pour la Décomposition du Peroxyde d'Hydrogène

Partie 2: L'influence de la Quantité du Catalyseur sur la Vitesse de Décomposition du Peroxyde

d'Hydrogène

Vitesses de Réaction - L'influence de la Concentration

Partie 1: L'Influence de la Concentration du Thiosulfate de Sodium

Partie 2: L'Influence de la Concentration de l'Acide Chlorhydrique

ENERGIE IMPLIQUEE DANS LES REACTIONS CHIMIQUES

Changement d'Enthalpie pour les Réactions entre

Acides et une Base Forte

Partie 1: Le changement d'enthalpie d'une réaction entre l'acide chlorhydrique et l'hydroxyde de

sodium

Partie 2: Le changement d'enthalpie d'une réaction entre l'acide acétique et l'hydroxyde de sodium

CARACTERE DYNAMIQUE DE L'EQUILIBRE CHIMIQUE

L'Influence du pH sur l'Equilibre Chromate/Dichromate

Equilibre Chimique - Principe de Le Chatelier

Partie 1: Quel est l'effet de la concentration des réactifs sur l'équilibre chimique

Partie 2: L'effect de la temperature sur l'équilibre chimique

EQUILIBRE EN SOLUTION

Equilibre Chimique - l'Effet de l'Ion Commun

ACIDES ET BASES

TITRAGE

Concentration et Quantité d'une Substance en Solution

Titrage Acide/Base - Détermination de la Concentration d'un Acide

OXYDO-REDUCTION ET CELLULES ELECTROCHIMIQUES

CELLULES ELECTROCHIMIQUES

La Cellule Zinc/Cuivre

CHIMIE ORGANIQUE

COMPOSES ORGANIQUES IMPORTANTS

Chimie Organique - Esters

Chimie Organique - Hydrocarbures Saturés et Insaturés

MICROCHIMIECHAPITRE I

The UNESCO-Associated Centre for Microscience ExperimentsRADMASTE Centre, University of the Witwatersrand, Johannesburg, South Africa

Tel: (+) 27 11 717 4802 Fax: (+) 27 11 403 8733 email: [email protected] website: www.microsci.org.za

DECOMPOSITION DE L'OXYDE DE MERCURE(II)

GUIDE DE L'ENSEIGNANT

1. ProduitsTous les produits nécessaires sont répertoriés dans le tableau des besoins donnés avant l'expérimentation .On aura également besoin d'eau de robinet.

2. MatérielLa plupart du matériel requis peut être trouvé dans un Kit Avancé de Microchimie du RADMASTE. Un gobeleten plastique et de la plasticine sont également nécessaires.

3. AstucesTapoter légèrement le tube de fusion à l'endroit où se trouve le produit de manière à ce que toute la poudred'oxyde de mercure(II) (HgO(s)) soit déposée au fond du tube.

Les versions anciennes des kits contiennent des tubes en PVC (avec une courbure en U). Ce plastique rigide peut êtredifficile à manipuler. Dans ce cas, il est conseillé d'humidifier le bout non courbé du tuyau en PVC et celà apportera unpeu de flexibilité au tuyau. L'extrémité ouverte du tube de fusion doit alors être doucement poussée dans le tube enPVC. Ne forcez pas le tube de fusion dans le tube en PVC car celà risque de briser le tube de verre dans vosmains. La nouvelle version des kits contient un tube de silicone flexible avec une courbure en U, et ainsi il ne devraitpas y avoir de problèmes lorsque l'on connecte le tube de fusion.

Si les bras du microsupport ne se fixent pas comme il faut entre les godets E3 and F3, on peut les placer en utilisant dela plasticine tel que c'est illustré dans le diagramme se trouvant dans le manuel de l'étudiant.

Il faut tenir le microbrûleur directement en dessous du tube de fusion de manière que le bout de la flamme touche lapartie du tube contenant le HgO(s). Celà permettra d'atteindre le taux maximal de formation de dioxygène. Il faut noterque l'apparition de bulles de dioxygène ne se fait pas immédiatement après le chauffage du HgO(s). C'est après uncourt laps de temps que les bulles apparaissent dans l'eau se trouvant dans le gobelet, et continuent à se formerintensivement par après.

Il peut arriver que le HgO(s) n'est pas assez bien compacté au fond du tube de fusion. Pendant le chauffage, la poudrepourrait bouger le long du tube. Si celà a lieu, déplacer la flamme d'un coté à l'autre afin que le HgO(s) soit chauffé demanière homogène.

Quand vous enlevez le tube collecteur de gaz du montage, vous n'avez pas besoin de visser le tube dans le couvercle.Pousser le tube fermement dans le couvercle et soulever doucement le tube scellé en dehors du gobelet en plastique.Le couvercle ne colle pas à la plasticine si l'expérience est faite correctement.

Les étapes avec les bûchettes incandescentes ou les cure-dents doivent être performées rapidement, autrement labûchette s'éteindra complètement avant qu'elle ne soit introduite dans le tube collecteur de gaz.

Contrairement au modèle à grande échelle pour le test du dioxygène, la bûchette incandescente peut ne pass'enflammer quand elle est mise en contact avec le dioxygène. Cependant, le bout incandescent va sûrement brûler demanière plus intense quand il est tenu à l'intérieur du tube collecteur de gaz. Si l'allumette vient juste d'être éteinte etque l'on constate que l'extrémité apparaît noire, elle va commencer à brûler quand elle est mise rapidement à l'intérieurdu tube. Montrer aux apprenants les gouttelettes de mercure dans le tube de fusion. Celà les aidera à conclure que ledioxygène devrait être produit si la substance originale est l'oxyde de mercure(II).

La courbure en U du tube de PVC (ou en silicone) doit être retirée de l'eau du gobelet en plastique à la fin del'expérience pour éviter un effet-retour (succion de l'eau dans le tube).

Quelquefois, il est difficile d'enlever le mercure du tube de fusion après l'expérience. L'addition d'une goutte ou deuxd'acide nitrique va dissoudre le mercure.

4. AttentionSouvenez-vous des mesures suivantes et informez vos étudiants sur tous les dangers possibles.

Ne permettez à personne d'approcher une flamme du comboplate® ou du tube collecteur de gaz. Ce matériel esten plastique et pourrait fondre.Ne permettez jamais aux apprenants de jouer avec les allumettes, et ne permettez à personne de toucher letube de fusion chaud. Traiter toute brûlure avec de l'eau courante froide ou avec de la glace et cherchez del'assistance médicale quand c'est nécessaire.L'alcool méthylique utilisé dans le microbrûleur est un poison. N'aspirez pas les vapeurs et ne buvez jamais leliquide.Le mercure est extrêmement toxique! Le tuyau en PVC (ou en silicone) doit être fermement fixé autour du tubede fusion, et le bout recourbé du tube doit immerger complètement dans l'eau pour éviter des fuites de vapeursde mercure.

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5. Réponses Modèles aux Questions du ManuelIl est recommandé aux apprenants de noter toutes les questions et réponses du manuel. Dans ce cas, lesréponses aux questions n'ont pas besoin d'être des phrases complètes. Au cas où les apprenants ne recopientpas les questions dans leurs manuels, alors les réponses doivent être sous forme de phrases complètes. Notezque certaines questions ne peuvent être répondues seulement que par des apprenants de classes supérieures.Là où c'est requis, les équations faites avec des mots peuvent être données à la place d' équations chimiques.

Q1. Qu'arrive-t-il à la poudre d'oxyde de mercure(II) quand on la chauffe?R1. La poudre passe d'une couleur rouge orangé à une couleur noirâtre.

Q2. Qu'observe-t-on sur les parois du tube de fusion?R2. Des goutelettes d'aspect métallique se sont formées sur les parois du tube de fusion.

Q3. Quel est le nom de la substance qui s'est formée sur les parois du tube de fusion?R3. Mercure.

Q4. Pourquoi est-il nécessaire d'attendre que se dégagent quelques bulles de gaz du tube en U avant de mettre letube collecteur de gaz en place?

R4. Les premières bulles sont constituées d'air qui se trouve dans le tuyau et qui se dilate avec la chaleur. Unproduit gazeux provenant du chauffage de l'oxyde de mercure(II) doit d'abord repousser l'air restant dansle système pour se dégager.

Q5. Qu'observez-vous quand le bout incandescent de l'allumette ou de la bûchette est tenu dans l'ouverture du tubecollecteur de gaz?

R5. L'allumette ou la bûchette s'allume d'avantage (ou s'enflamme).

Q6. Quel est le nom du gaz que vous avez recueilli?R6. Dioxygène (O2(g)).

Q7. Comment savez-vous que c'est bien ce gaz que vous avez recueilli?R7. L'un des tests pour savoir s'il s'agit bien de dioxygène (O2(g)) est de placer une bûchette incandescente

dans le gaz. La bûchette devrait briller plus fortement ou s'enflammer s'il s'agit bien de dioxygène (O2(g)).

Q8. Qu'est-il arrive à l'oxyde de mercure(II)? Essayez d'écrire une équation avec des mots ou une équation chimiquepour montrer comment celà s'est passé.

R8. La plus grande partie de la poudre d'oxyde de mercure(II) s'est décomposée, produisant du mercure etdu dioxygène. Cette décomposition est représentée par l'équation-bilan suivante:

2HgO(s) → 2Hg(lllll) + O2(g)

Q9. A partir de votre réponse à la question 8, pourriez-vous dire que l'oxyde de mercure(II) est un composé, unélément ou un mélange?

R9. L' oxyde de mercure(II) est un corps pur composé car lorsqu'on le chauffe, il se décompose en deuxcorps purs simples.

Q10. Qu'observez-vous dans le tube de fusion après son refroidissement?R10. On a d'abord l'impression qu'il n'y a plus de poudre d'oxyde de mercure(II) mais lorsque le tube de fusion

se refroidit, on peut voir à différents endroits du tube de toutes petites quantités de poudre fine rouge-orange.

Q11. Pourquoi peusez-vous l'oxyde de mercure(II) a encore changé d'apparence?R11. Deux phénomènes peuvent expliquer l'apparition de petites quantités de poudre rouge-orange

(probablement de l'oxyde de mercure(II)) dans le tube de fusion. Premièrement, une petite quantité dedioxygène gazeux restant dans le tube peut avoir réagi avec du mercure gazeux, formant ainsi de l'oxydede mercure(II) solide en refroidissant. Deuxièmement, de petites goutelettes de mercure encore chaudespeuvent avoir réagi avec du dioxygène gazeux restant, formant ainsi de l'oxyde de mercure(II).




ELECTROLYSE DE L'EAU


1. ProduitsTous les produits requis sont énumérés dans le manuel d'instruction. De l'eau de robinet est nécessaire.

2. MatérielLa grande partie du matériel requis peut être trouvé dans le Kit Avancé de Microchimie du Centre RADMASTE.Une pile de 9V est requise. Une règle et un crayon marqueur sont nécessaires pour graduer les électrodes encentimètres. Si l'enseignant veut que l'électrolyse se fasse rapidement, il suffit de déconnecter la DEL desélectrodes et de la pile, après l'observation de la lumière. Les électrodes devront alors être directementconnectées à la pile. Celà nécessitera des fils de connexion supplémentaires qui ne sont pas fournis dans lekit.

3. AstucesUne pastille d'hydroxyde de sodium est ajoutée à l'eau dans la fiole à échantillons en vue d'augmenter la conductivitéde celle-ci.

La pile de 9V est une source de différence de potentiel dans le circuit électrique. On doit expliquer à l'apprenant que la pilene fait pas allumer la lampe de la DEL . Si les fils conducteurs ne sont pas placées dans une solution électrolytique, la DELne va pas s'allumer. Il est important de mentioner celà en vue d'éviter la mauvaise conception comme quoi la pile fera quela DEL s'allume, qu'il y ait une solution conductrice ou pas.

Si la DEL ne s'allume pas au premier essai, vérifier si les connexions à la pile sont bien faites.

Les extémités des électrodes dans l'eau ne doivent pas se toucher, sinon le circuit va être fermé et la DEL va s'allumerintensément, bien que l'électrolyse n'aura pas lieu. Celà peut être déroutant pour l'apprenant.

Quand l'indicateur de courant est déconnecté, la production continue de petites bulles de gaz aux électrodes indique qu'uncourant est toujours entrain de circuler dans l'eau. S'il n'y a pas de bulles,vérifiez si les connections à la pile et les électrodessont bien placées.

4. AttentionPrière de vous souvenir des mises en garde suivantes et informer vos étudiants sur tous les dangers possibles:

L'hydroxyde de sodium est une base corrosive. Si une base quelconque est mise en contact avec la peau, rincersoigneusement avec de l'eau.

Ne jamais pointer une micropipette ou une seringue contenant un acide ou une base vers le haut. Un petitmoment d'inattention peut être cause d'un accident grave. Si un acide ou une base quelconque est jeté(e) dansl'oeil, rincer immédiatement l'oeil avec beaucoup d'eau. Après avoir soigneusement rincé l'oeil, vous pouvez letraiter avec une solution diluée d'hydrogénocarbonate de sodium ( utilisé dans les pâtisseries), dans le cas d'unacide, ou dans le cas d'une base, avec une solution diluée d'acide borique. Ces substances aideront à neutraliserl'acide ou la base dans l'oeil. Dans tous les cas, le patient devra être urgemment envoyé chez un médecin spécialistesi possible.

Ne jamais permettre que les apprenants jouent avec les allumettes. Traiter les brûlures avec de l'eau courantefroide ou de la glace, et demander une assistance médicale quand celà est jugée nécessaire.

5. Réponses Modèles aux Questions du manuelIl est recommandé que les apprenants écrivent toutes les questions et les réponses dans leur cahier de laboratoire,et puis les réponses aux questions ne doivent pas être sous forme de phrases complètes. Si les apprenants nenotent pas les questions dans leur cahier de laboratoire, alors les réponses doivent être sous forme de phrasescomplètes. Noter que certaines questions peuvent seulement être répondues par les apprenants dans les classessupérieures. Les équations données sous forme de mots peuvent être écrites à la place des équations chimiqueslà où c'est requis.

Q1. Quel effet y-a-t-il sur l' indicateur de courant quand la pile est connecté aux électrodes ?R1. La DEL dans l'indicateur de courant s'allume.

Q2. Quelle est la raison de votre observation à la question 1?R2. La DEL s'allume parcequ'il y a un courant électrique à travers le circuit.

Q3. Qu'observe-t-on aux différentes électrodes ?R3. Electrode 1: Des bulles de gaz sont produites à la surface de l'électrode.

Electrode 2: Du gaz est aussi produit à la surface de cette électrode mais moins que à l'électrode 1.

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Q4. Lorsque l'électrode 1 est remplie de substance A, quelle quantité de substance B y-a-t-il dans l'électrode 2?R4. L'électrode 2 est approximativement à moitié pleine de substance B quand l'électrode 1 est pleine de

substance A.

Q5. Que se passe-t-il quand la substance A est exposé à la flamme ?R5. Quand la substance A est mise en contact avec une flamme, il se produit un petit bruit pendant que le gaz

est brûlé.

Q6. Quel nom donne-t-on à la substance A ?R6. Cette explosion est caractéristique du dihydrogène gazeux (H2(g)). Ainsi la substance A est du

dihydrogène (H2(g)).

Q7. Quel nom donne-t-on à la substance B ?R7. Si la substance A est du dihydrogène gazeux (H2(g)), c'est dire que l'eau (H2O(l)) s'est décomposée. La

substance B est probablement du dioxygène (O2(g)).

Q8. Quelle expérience pourrait-on faire pour prouver que la substance B est bien ce que l'on croit?R8. Le dioxygène gazeux (O2(g)) peut être recueilli jusqu'à ce que l'électrode 2 est remplie. Une flamme peut

être tenue près de la sortie de l'électrode. En pressant l'électrode, le gaz qu'elle contient est expulsé versla flamme, qui devrait être plus intense quand elle entre en contact avec le dioxygène gazeux (O2(g)).

Q9. Pourquoi le volume de la substance A produit est-il supérieur au volume de la substance B ?R9. Chaque molécule d'eau (H2O) est composée de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène qui

sont chimiquement liés. Ainsi, quand l'eau (H2O) se décompose, deux fois plus de molécules dedihydrogène (H2) que de molécules de dioxygène (O2) sont formées. Celà signifie que le volume dedihydrogène devrait être le double de celui du dioxygène.

Q10. Ecrivez en résumé ce qui se passe quand l'eau est électrolysée.R10. Quand un courant électrique passe à travers de l'eau de robinet, celle-ci se décompose en dihydrogène

gazeux (H2(g)) et en dioxygène gazeux (O2(g)).

Q11. D'après la question 10, peut-on dire si l'eau de robinet est un composé, un élément ou un mélange? Expliquervotre réponse.

R11. L'eau est un composé puisque quand on y fait circuler un courant électrique elle se décompose en sesdeux éléments. Les proportions dans lesquelles ces deux éléments sont associés, l'hydrogène etl'oxygène, sont en accord avec la formule H2O de l'eau.





L'ELECTROLYSE D'UNE SOLUTION DE CHLORURE DE CUIVRE(II)


1. ProduitsTous les produits nécessaires sont répertoriés dans le manuel d'instruction. L'eau de robinet est requise.

2. MatérielLa majeure partie du matériel requis peut être trouvée dans les Kits de Base ou Avancé de Microchimie duRADMASTE. L'apprenant aura aussi besoin d'une pile de 9V, d'une longueur feuille en aluminium pourfabriquer les connections, un crayon ordinaire ("plomb") ou deux tiges de graphite, et un peu de plasticine.Des attache-touts avec gaine en plastique sont optionnels et servent à maintenir les feuilles de connectionaux extrémités de chaque électrode. Si des fils de connection avec des fiche-crocodiles sont disponibles,celles-ci peuvent être utilisées à la place des feuilles d'aluminium pour connecter les électrodes aux bornesde la pile.

Cette expérience utilise les grands godets du comboplate® pour remplacer les béchers utilisés dans la méthodeconventionnelle d'électrolyse d'une solution aqueuse de chlorure de cuivre(II). Cependant, la solution de chlorure decuivre(II) peut également être électrolysée dans la petite fiole à échantillons incluse dans le Kit. Les utilisateurs du Kitde Base de Microchimie peuvent nettoyer et utiliser la fiole à échantillons qui fait partie des composantes dumicrobrûleur dans le Kit. Les utilisateurs du Kit Avancé de Microchimie auront déjà une petite fiole à échantillons dansleur Kit, et n'auront donc pas besoin d'utiliser la fiole qui fait partie du microbrûleur. La méthode utilisant la fiole àéchantillons demande plus de quantité de solution de chlorure de cuivre(II), mais les produits de l'électrolyse sont plusfaciles à observer. Un diagramme de cette méthode alternative est illustré ci-dessous.

3. AstucesLa pile de 9 V est lourde comparée aux autres matériels utilisés dans cette expérience. Elle a tendance à écarterles connexions des électrodes de carbone quand elle est déplacée ou quand elle s'incline. Pour prévenir celà, ilest suggéré que la pile soit ancrée dans une position adéquate du comboplate® avec un peu de plasticine. Cetteposition peut être modifiée lors de l'expérience pour assurer que les feuilles d'aluminium servant de connecteursatteignent les bornes de la pile.

La feuille d'aluminium est un matériel non coûteux qui peut être utilisé pour fabriquer les connexions du circuit. Il estsuggéré dans le mode opératoire qu'une longueur de la feuille d'aluminium d'environ 3 cm de largeur et 15 cm de longueursoit utilisée. La feuille doit être pliée en trois ou quatre fois le long de la largeur de 3 cm de sorte que la connexion soitassez épaisse pour maintenir le contact électrique sans se déchirer.

L'une des extémités de chaque feuille d'aluminium doit être connectée à une borne de la pile. Quelquefois, il suffit deforcer les extrémités des connexions sur les bornes de la pile. Cependant, il a été souvent remarqué que les connexionsne font pas un bon contact avec les bornes de la pile et il est dès lors recommandé que de la plasticine soit utilisée pourmaintenir les extrémités des connexions en place. Les connexions peuvent également se détacher des électrodes decarbone pendant l'expérience. Pour prévenir celà, un attache-tout avec une gaine en plastique peut être soigneusemnentfixé à la feuille d'aluminium, là où celle-ci fait contact avec l'électrode de carbone. Si l'apprenant trouve que l'électrolyse n'apas lieu, ou que le dégagement de bulles cesse subitement, il doit toujours vérifier les connexions à la pile et aux électrodespour résoudre le problème.

9V

fil connectant une électrodede carbone à la borne

positive de la pile

fiche-crocodiles

fiche-crocodiles

plasticine pour fixerl�électrode dans la solution

électrodes de carbone(ne se touchent pas)

fil connectant une électrodede carbone á la borne

négative de la pile

pile rattaché aucomboplate® avec de

la plasticine

grand godet du comboplate®

petite fiole àéchantillons contenant

une solution deCuCl2(aq) 1 M




L'usage des fiche-crocodiles sur les fils de connexion aux deux extrémités est également conseillé pour maintenir un boncontact électrique entre les électrodes et la pile. L'usage de tels fils permet aussi à l'apprenant de déterminer quelleélectrode est connectée à la borne positive de la pile, et laquelle est reliée à la borne negative. Celà est indispensable pourque l'apprenant puisse déterminer si une électrode est la cathode ou l'anode, et pour déterminer les produits formés auxdifférentes électrodes. Les fiche-crocodiles devraient être aussi petites que possible pour que les électrodes puissententrer dans la solution. Les utilisateurs du Kit Avancé peuvent faire usage la DEL puisqu'elle a des connexions avec desfiche-crocodiles. Il y aussi le fait que la lampe s'allume quand un courant passe à travers la solution. Cependant, la DEL aune forte résistance interne, et l'électrolyse a lieu à une vitesse plus réduite quand le DEL fait partie du circuit. Il est dèslors préférable de connecter les électrodes directement à la pile.

Les crayons en "plomb" ou en graphite peuvent donner jusqu'à quatre électrodes de carbone si le crayon est soigneusementcoupé pour dégager la longue tige centrale utilisée pour écrire. Il est important de trouver des crayons qui sont relativementneufs ou qui ne sont jamais tombés, autrement la tige de graphite pourrait être cassée à divers endroits à l'intérieur de lagaine en bois. Une alternative à l'ouverture d'un crayon serait que l'apprenant utilise les mines de rechange de crayons quiont le système de propulsion de la mine qui sont disponibles dans les magasins de matériel de bureau. Les mines derechange devraient être approximativement de 2 mm de diamètre afin qu'elles ne se cassent pas facilement. Cette optionest plus chère que l'utilisation de la mine d'un crayon ordinaire. Les électrodes devraient être approximativement de 5 cmde long pour faciliter la manipulation.

Les électrodes ne devraient pas se toucher pendant l'expérience, puisque celà causerait un circuit électrique fermé quiexclurait la solution de chlorure de cuivre(II). Si les fiche-crocodiles sont utilisées, elles sont souvent plus lourdes que lesélectrodes, entraînent celle-ci dans la solution, et souvent elles font que les électrodes se touchent. Les apprenantsdevraient être conseillés de bouger les connexions de sorte que les fiche-crocodiles ne tirent plus sur les électrodes. Lesgodets ne devraient pas être fermés comme ça se passe quelquefois avec la méthode conventionnelle de l'électrolyse duchlorure de cuivre(II). Celà parce que le manuel d'instructions permet de tester l'effet décolorant du dichlore. Si le godet estfermé, le dichlore gazeux ne peut s'échapper du godet et le papier indicateur ne serait pas décoloré.

L'électrolyse commence aussitôt que les électrodes sont connectées à la pile. La production de dichlore gazeux à l'anodeest immédiate, comme démontré par la production abondante de bulles de gaz tout autour de l'électrode dans la solution.L'odeur piquante du gaz devient évidente après environ une ou deux minutes du début de l'électrolyse. L'effet décolorantdu dichlore sur le papier indicateur humidifié peut être observé assez rapidement.

La détection du cuivre métallique à la cathode peut être quelquefois rendue difficile par la forte couleur bleue de la solutionde chlorure de cuivre(II). Les étudiants pourraient être encouragés de soulever le comboplate® pour voir le solide rouge-brunâtre qui s'est déposé à l'électrode. Après approximativement 5 à 10 minutes, il devrait y avoir suffisamment de cuivreà la cathode, permettant ainsi de mettre fin à l'électrolyse. L'apparence du dépôt de cuivre varie de grains éparpillés àl'électrode, à une fine couche du métal, qui fait un dépôt sur la partie de l'électrode ayant a été en contact avec la solution.La couleur est rouge-brunâtre dans tous les cas, ce qui rend facile l'identification du métal.

Un peu plus tôt au cours de l'expérience, il est demandé aux étudiants d'identifier l'électrode connectée à la borne positivede la pile (Question 3), et celle connectée à la borne négative (Question 4). Les Questions 10, 12, 13, 15 et 16 ont pourobjet d'aider les étudiants à comprendre que les électrodes ont des noms spéciaux ayant rapport avec les ions en solutionqui migrent vers eux lors de l'électrolyse. Les étudiants de classes inférieures ne sont pas sensés répondre aux questionsrelatives aux réactions d'oxydo-réduction.

C'est une bonne idée de permettre aux étudiants de continuer leur expérience d'électrolyse pour une période plus longue.Ils pourraient peut être laisser le comboplates® pour la nuit dans leur salle de classe, ou pour quelques heures jusqu'à la findes leçons. Les étudiants pourront alors voir un changement dans l'apparence de la solution de chlorure de cuivre(II). Elleest habituellement d'un bleu pâle comparée à la solution inutilisée qui est restée dans la bouteille. Le depôt de cuivre à lacathode est important. Des grains de cuivre se détachent de l'électrode et s'amassent au fond du godet.


Le dichlore gazeux est un gaz toxique et piquant. Les fumées devraient être inhalées directement. L'expériencedevrait être de préférence être exécutée dans une salle ventilée.Le chlorure de cuivre(II) est toxique quand il est ingéré. Laver soigneusement les mains à la fin de l'expérience.

5. Réponses Modèles aux Questions du ManuelIl est recommandé que les apprenants écrivent toutes les questions et les réponses dans leur manuel d'instruction.Si celà est fait, alors les réponses aux questions ne doivent pas être sous forme de phrases complètes. Si lesapprenants ne notent pas les questions dans leur manuel, alors les réponses doivent être sous forme de phrasescomplètes. Noter que certaines questions peuvent seulement être répondues par les apprenants dans les classessupérieures.

Q1. Que remarquez-vous dès que la pile est connectée aux électrodes?R1. Une forte production de bulles de gaz a lieu à l'une des électrodes.

Q2. Decrivez l'odeur provenant du godet.R2. L'odeur qui émane du godet sent comme le dichlore. (Les étudiants peuvent mentioner des produits qui

leur sont familiers comme le décolorant, ou l'odeur associé à l'eau de la piscine.)




Q3. Que se passe-t-il à la partie du papier litmus tenue près de l'électrode à laquelle il y a un dégagement de bullesde gaz? Est-ce que cette électrode est connectée à la borne positive ou négative de la pile?

R3. Le papier indicateur est décoloré (i.e perd sa couleur et a une apparence blanche.)L'électrode à laquelle le dégagement de bulles de gaz a lieu est connectée à la borne positive de la pile.

Q4. Décrivez le changement d'apparence de l'autre électrode (i.e l'électrode où il n'y a pas eu de dégagement debulles). Est-ce l'électrode connectée à la borne positive ou négative de la pile?

R4. Un solide rouge-brunâtre commence à se déposer à l'autre électrode. (Les étudiants pourraient ne pasdétecter la couleur du solide assez tôt au cours de l'expérience car la couleur bleue de la solution dechlorure de cuivre(II) cache quelquefois la couleur rouge-brunâtre du dépôt de cuivre.)Cette électrode est connectée à la borne négative de la pile.

Q5. Qu'est-il arrivé à l'électrode après que l'électrolyse de la solution de chlorure de cuivre(II) ait continué pour 5 à 10minutes supplémentaires?

R5. Plus de solide rouge-brunâtre s'est déposé à l'électrode.

Q6. Que se passait-il à l'électrode où vous avez observé des bulles? Utiliser les réponses aux Questions 2 et 3 poursupporter votre explication.

R6. Des bulles de dichlore gazeux se sont formées à l'électrode connectée à la borne positive de la pile. Celàest démontré par l'odeur du dichlore provenant de la fiole à échantillon, ainsi que l'effet décolorant dudichlore sur le papier indicateur.

Q7. Que se passait-t-il à l'électrode où il n' y avait pas de bulles?R7. Le cuivre métallique s'est formé à l'électrode où il n y a pas eu de dégagement gazeux. Celà a été

constaté au moment où le solide rouge-brunâtre se déposait à l'électrode.

Q8. Decrivez l'apparence de la solution de chlorure de cuivre avant l'électrolyse. Est-ce que les produits formés àchacune des électrodes ont les mêmes propriétés que la solution originale? Expliquer votre réponse en vousréférant aux observations faites pendant l'expérience.

R8. Le chlorure de cuivre(II) est une solution bleue avant le début de l'expérience. Le produit formé à chaqueélectrode n'a pas les mêmes propriétés comme la solution bleue. Le dichlore est un gaz, observé sousforme de bulles pendant l'électrolyse. Le cuivre métallique est un solide, qui est sous forme de grainsrouge-brunâtres à l'une des électrodes pendant et après l'électrolyse.

Q9. A partir de votre réponse à la Question 8, décrivez l'effet d'un courant électrique sur une solution de chlorure decuivre(II).

R9. Un courant électrique fait que la solution de chlorure de cuivre(II) se décompose (ou "se casse") encuivre métallique et en dichlore gazeux. (Ceci est un exemple d'un produit qui se décompose en seséléments par électrolyse.)

Q10. Les tiges de carbone ou électrodes sont nécessaires pour transporter le courant vers et de la solution de chlorurede cuivre(II). Chaque électrode porte un nom spécial. L'électrode connectée à la borne positive de la pile estappelée l'anode, tandis que l'électrode connectée à la borne négative de la pile est appelée la cathode.i. A quelle électrode le dichlore s'est-il formé? (Voir votre réponse à la Question 3)ii. A quelle électrode le cuivre métallique s'est-il déposé? (Voir votre réponse à la Question 4)

R10. i. Du dichlore gazeux s'est formé à l'anode.ii. Du cuivre métallique s'est déposé à la cathode.

Q11. Un courant électrique peut circuler si seulement la solution contient des particules chargées capables de sedéplacer au sein de la solution. Ecrivez la formule des particules chargées qui sont dans une solution de chlorurede cuivre(II). Donnez le nom des particules chargées.

R11. Cu2+(aq) et Clllll-(aq). Les particules chargées ou ions sont les ions aqueux de cuivre(II) et les ions chlorure.Il y a deux ions Clllll-(aq) pour chaque ion Cu2+(aq), ainsi la solution est neutre.

Q12. Souvenez-vous de ce que vous avez observé à l'anode. Quelles sont les particules chargées dans la solution dechlorure de cuivre(II) qui ont migré vers l'anode?

R12. Des bulles de dichlore gazeux sont observées à l'anode. Celà signifie que les ions chlorure en solutionse déplacent vers l'anode.

Q13. Quelles sont les particules chargées qui ont migré vers la cathode? Expliquer en vous référaint au produit quevous avez observé à cette électrode.

R13. Les ions de cuivre(II) se déplacent vers la cathode car c'est l'électrode où le cuivre métallique s'estdéposé.

Q14. Ecrire une équation balancée qui montre la réaction ayant lieu dans le godet pendant l'électrolyse. Quel type deréaction est-ce? Expliquer votre réponse en vous référant à l'observation faite à chaque électrode.

R14. La réaction qui a lieu pendant l'électrolyse peut être representée par:CuClllll2(aq) →→→→→ Clllll2(g) + Cu(s).

Ceci est une réaction d'oxydo-réduction. La charge de l'ion chlorure dans CuClllll2(aq) est -1. La charge desatomes de chlore dans Clllll2(g) est 0. Les ions de chlorure ont ainsi perdu des électrons et ont été oxydésen atomes de chlore. La charge de l'ion de cuivre dans CuClllll2(aq) est +2. La charge de l'atome de cuivredans Cu(s) est 0. Les ions de cuivre ont donc gagné des électrons et ont été réduits en atomes de cuivre.




Q15. Quel type de demi-réaction a lieu à l'anode? Ecrivez une équation pour cette demi-reaction. (Voir votre réponse àQ10i et à Q15)

R15. L'oxydation a lieu à l'anode car les ions chlorure ont perdu des électrons à cette électrode et ont étéoxydés en atomes de chlore. La demi-réaction de l'oxydation qui a lieu à l'anode est:2Clllll-(aq) →→→→→ Clllll2(g) + 2e-

Q16. Quelle sorte de demi-réaction a lieu à la cathode? Ecrivez une équation pour cette demi-réaction. (Voir votreréponse à Q10ii et à Q15)

R16. La réduction a lieu à la cathode où les ions de cuivre(II) gagnent des électrons et sont réduits en atomesde cuivre. La demi-réaction de la réduction à la cathode est: Cu2+(aq) + 2e- →→→→→ Cu(s)




TECHNIQUES DE SEPARATION - CHROMATOGRAPHIE SUR PAPIER


1. ProduitsTous les produits nécessaires sont répertoriés dans le manuel d'instruction. L'eau de robinet est requise dansla Partie 2.

2. MatérielLa majeure partie de l'équipement nécessaire peut être trouvée dans les Kits de Base ou Avancé deMicrochimie du Centre RADMASTE. Un stylo feutre noir à encre indélébile et une règle sont égalementnécessaires.

3. AstucesLe stylo à encre indélébile devrait avoir de préférence un bout fin de telle manière que le point d'encre soitpetit. Si le point est très large, l'encre migrera sur les côtés pendant la séparation. Si un stylo à bout large estutilisé, il doit être pressé légèrement sur le papier pour que le point d'encre soit aussi petit que possible. Lesolvant ne devrait pas mouiller les parois de la fiole à échantillons, car celà affecterait la séparation.

Quand le papier filtre est placé dans la fiole à échantillons, le point d'encre sur le papier doit être tout le temps placé au-dessus du niveau du solvant dans la fiole. Quand le point d'encre est immergé dans le solvant, tous les constituants decette encre qui sont solubles dans le solvant seront entrâinés par celui-ci. Quand le solvant monte tout le long du papierfiltre, on ne voit pas la séparation.

Le papier filtre devrait être aussi droit que possible dans la fiole, sinon le solvant montera le long du papier filtre demanière désordonnée et l'encre migrera vers les côtés du papier.

L'encre noire est constituée de différentes couleurs. Les fabricants utilisent des combinaisons variées de ces couleurspour produire l'encre noire qu'ils mettent sur le marché. Ainsi, dépendamment de la marque du stylo utilisé, une variétéde couleurs pourra être observée. Le bleu et le rouge sont particulièrement courants. L'encre utilisée pour l'expériencedont les réponses modèles sont compilées dans le manuel contient aussi une couleur verte.

Dans la Partie 2, l'encre indélébile ne va pas se séparer en ses différentes couleurs quand l'eau est utilisée commesolvant mais plutôt une tache pourrait se former autour du point d'application de l'encre sur le papier filtre.

Ce serait une bonne idée de se procurer un stylo marqueur qui n'est pas indélébile avec lequel on répéterait la Partie 2de l'expérience. De cette manière, on peut montrer que les constituants de cette encre sont solubles dans l'eau, etpeuvent être séparés en utilisant de l'eau comme solvant.

4. AttentionPrière de vous souvenir des mises en garde suivantes et informer vos étudiants sur tous les dangerspossibles:

Le méthanol est un poison! S'il y a contact avec la peau ou les yeux, rincez la zone affectée avec beucoupd'eau. Le méthanol est extrêmement inflammable et doit être stocké dans un endroit frais, loin de sources deflamme. Les contenants de méthanol devraient être gardés fermés tout le temps, car les vapeurs produites parce solvant peuvent causer des maux de tête et des vertiges après une inhalation prolongeée ou répétée. Au casoù des difficultés de respirer se manifesteraient chez les étudiants, ils doivent être évacués vers un endroitayant beaucoup d'air frais.

5. Réponses Modèles aux Questions du ManuelIIl est recommandé que les apprenants écrivent toutes les questions et les réponses dans leur manueld'instruction. Si celà est fait, alors les réponses aux questions ne doivent pas être sous forme de phrasescomplètes. Si les apprenants ne notent pas les questions dans leur manuel, alors les réponses doivent êtresous forme de phrases complètes. Noter que certaines questions peuvent être seulement répondues par lesapprenants dans les classes supérieures. Les équations données sous forme de mots peuvent être écrites àla place des équations chimiques là où c'est requis.

PARTIE 1: L'encre d'un stylo feutre noir indélébile est-t-elle un mélange ou un corps pur?

Q1. Que se passe-t-il avec le papier filtre au moment où il est introduit dans le méthanol dans la fiole à échantillons?R1. Le papier filtre se mouille car le solvant (méthanol) monte rapidement par capilarité le long de la bande

de papier.

Q2. Au bout de 2 minutes, le point d'encre noire sur le papier-filtre est-il toujours à 5mm du bord?R2. Non, le point d'encre a commencé à monter le long du papier filtre.




Q3. Qu'observez-vous sur le papier filtre après 10 à 15 minutes ?R3. Le point d'encre noire se sépare en trois constituants colorés. Il y a une traînée de couleur bleue le long

de la majeure partie du papier filtre, suivie d'une bande rouge. Une bande verte peut être observée ausommet du papier filtre.

(NOTE: La couleur noire est faite de différentes couleurs. Dépendamment du fabricant du stylo utilisé,des couleurs variés peuvent être observées. Le bleu et le rouge sont particulièrement courants.)

Q4. Est-ce que l'encre est un mélange ou une substance pure?R4. L'encre noire est un mélange de trois consituants différents: un bleu, un rouge et un vert.

Q5. Donner une justification de votre réponse à la question 4.R5. Si l'encre avait été une substance pure, alors au bout de 10 minutes, on n'aurait discerné qu'un seul

constituant. Puisque trois constituants sont apparus, c'est que l'encre est plutôt un mélange .

Q6. Quel constituant de l'encre noire est le plus soluble dans le méthanol? Expliquez votre réponse.R6. C'est le constituant vert, puisqu'il a migré plus haut que le bleu et le rouge sur le papier filtre.

Q7. Quel constituant de l'encre noire est le moins soluble dans le méthanol? Justifiez votre réponse.R7. Le constituant bleu, puisque il a migré moins que les constituants rouge et vert sur le papier filtre.

Q8. L'encre noire est-il un mélange homogène ou hétérogène? Expliquer votre réponse.R8. L'encre noire est un mélange homogène. On ne peut pas différencier les constituants de l'encre en

regardant le mélange à l'oeil nu.

PARTIE 2: L'eau peut-elle être utilisée comme solvant pour séparer par chromatographie surpapier les deux constituants d'une encre noire indélébile?

Q1. Au bout de 2 minutes, le point d'encre noire est-t-il toujours à 5mm du bord de la bande de papier filtre?R1. Oui.

Q2. Qu'arrive-t-il au point d'encre noire au bout de 10 minutes ?R2. Le point noir ne change pas de position. (Le point peut développer une traînée de couleurs autour de lui).

Q3. Le point noir est-il séparé en ses constituants comme dans la partie 1 (avec du méthanol comme solvant)?R3. Non.

Q4. Est-ce que l'eau peut être utilisée pour séparer les constituants de l'encre noire?R4. Non.

Q5. Donnez une raison pour votre réponse à la question 4.R5. Les forces d'attraction entre les molécules du solvant (eau) et les molécules des constituants de l'encre

noire sont faibles. Ainsi les constituants de l'encre n'ont pas migré le long du papier filtré.

Q6. Pourquoi cette encre noire est-t-elle décrite comme "indélébile" ?R6. Elle est insoluble dans l'eau. Ainsi quand elle est utilisée pour imprimer des vêtements ou d'autres

matériaux, le noir n'est pas délavé/extrait durant le processus.




SEPARATION DE DEUX COLORANTS PAR CHROMATOGRAPHIE SUR COLONNE


1. ProduitsTous les produits nécessaires sont répertoriés dans le manuel d'instruction. Le mélange de colorants peut êtrepréparé en utilisant des colorants d'aliments vert et jaune, ainsi que de l'eau. Les colorants d'aliments peuventêtre obtenus des supermarchés. Le rapport du colorant vert au colorant jaune et à l'eau est 1:1:2. On aurabesoin d'eau de robinet. De grands volumes ne sont pas nécessaires puisque juste quelques gouttes deproduits sont utilisées dans cette expérience.

2. MatérielLa plupart du matériel requis peut être trouvé dans le Kit RADMASTE de Base ou Avancé de Microchimie Unmicro-entonnoir peut être utilisé pour transférer le mélange de gel de silice et de solvent dans la seringue envue d'éviter des pertes.

3. AstucesPréparer le mélange au butanol dans un grand récipient pour toute la classe. Rassurez-vous toujours que lemélange est bien fait avant de l'utiliser. Celà peut être fait assez facilement en agitant le mélange.

La laine de coton peut être introduite à l'intérieur et à l'extérieur de la seringue à l'aide d'un attache-tout déplié.

Le sable a tendance à adhérer aux parois de la seringue et il peut être expulsé en utilisant le mélange au butanol. Le gelde silice et le butanol ne forment pas de solution et les récipients dans lesquels ils ont été mélangés peuvent être lavésavec le mélange au butanol. Il est aussi important d'agiter le mélange dans la fiole à échantillons avant de l'introduiredans la seringue. Un micro-entonnoir peut être utilisé pour ajouter le mélange de gel de silice dans la seringue.

Après avoir ajouté une goutte du mélange, remplir la seringue avec le mélange au butanol et garder celà ainsi pendanttoute la durée de l'expérience. Cà aide aussi à accélérer le mouvement des constituants des colorants à travers lacolonne de gel de silice.

Seule une goutte de mélange de colorants est suffisante pour montrer les différents constituants des couleurs.Cependant, en vue de pouvoir recueillir les fractions colorées une à une, 4 gouttes peuvent être utilisées au lieu d'une.Celles-ci peuvent être recuillies dans des fioles à échantillons, ou dans différents godets du comboplate®. Cetteprocédure, tel que mentioné dans le manuel, dure plus longtemps.


Le mélange au butanol a une odeur qui peut causer des légers maux de tête, s'il est inhalé continuellement. Ildevrait être toujours gardé dans un récipient fermé. Travaillez dans un endroit bien aéré.

Le mélange au butanol sort facilement du bout de la seringue. Rassurez-vous toujours que le bout de laseringue est positionnée au dessus d'un grand godet propre, de sorte que le mélange de butanol peut êtrerécupéré et réutilisé. Le niveau de butanol devrait se trouver pendant tout le temps légèrement au dessus de laphase solide (i.e. sable) du sommet de la colonne.

L'éthanol et le butanol sont des poisons! Au cas où ils entreraient en contact avec la peau ou les yeux, laver lazone affectée avec une bonne quantité d'eau. Les deux alcools sont extrêmement inflammables et devraientêtre stockés dans un endroit frais, loin de toute source d'incendie. Leurs récipients devraient être fermés toutle temps, car les vapeurs produites par ces produits peuvent causer des maux de tête et des vertiges après uneinhalation de longue durée ou répétée. Si des étudiants révèlent des difficultés de respiration, ils doivent êtretransférés dans endroit bien fourni en air frais.


Q1. Quel est le rôle du sable dans la colonne?R1. Au fond de la colonne, le sable améliore le drainage de tout le système. Au sommet, il protège la colonne

de gel de silice des perturbations éventuelles.




Q2. De quelle couleur est le mélange de colorants ?R2. Le mélange de colorants est d'un vert foncé.

Q3. Quelles couleurs de substances peut-on voir sur le gel de silice?R3. Bleu, vert clair et jaune. La couleur vert clair est une combinaison du bleu et du jaune.

Q4. Pourquoi les différents colorants d'aliments se déplacent-t-ils à des vitesses différentes dans la colonne?R4. Les molécules de colorants sont attirées par la surface du gel de silice et également par les molécules du

mélange de solvants. Pour des colorants différents, la résultante des forces est également différente. Lesmolécules de colorants qui possède une attraction relativement plus forte pour les molécules de solventpassent la majeure partie du temps avec ces dernières i.e. dans le mélange de butanol. C'est dire qu'ellesse déplacent plus rapidement le long de la colonne avec le solvent.

Q5. Suggérer la raison pour laquelle le mélange de colorants ne peut pas être séparé en utilisant la filtration.R5. La filtration peut être utilisée pour séparer des mélanges hétérogènes. Le colorant est un mélange

homogène.

Q6. Suggérer une autre méthode que l'on peut utiliser pour séparer le mélange de colorants. Expliquer la base decette méthode de séparation.

R6. Le mélange de colorants peut être séparé en utilisant du papier de chromatographie. Le principe estpresque le même que pour la chromatograpie sur colonne. Du papier approprié est utilisé avec unegoutte du mélange de colorant placée près de l'extrémité de ce papier. Cette extrémité du papier est alorsimmergée dans un solvent adéquat, qui va migrer vers le haut, le long du papier, en entraînant avec luiles différents constituants du colorant à des vitesses différentes.




COMPOSES, ELEMENTS, SUBSTANCES PURES ET MELANGES -MODELISATION DES ATOMES ET DES MOLECULES


1. ProduitsLes produits chimiques ne sont pas requis pour cette expérience.

2. MatérielPour cette expérience, deux balles faites de plasticine ou de pâte à modeler, différentes et colorées, sont fourniesdans le Kit Avancé de Microchimie du Centre RADMASTE.

3. AstucesCe travail pratique est conçu pour aider à éliminer l'une des mauvaises conceptions les plus communes vis à visdes notions de composé, élément, et mélange. Il devrait être mieux effectué par des étudiants travaillant engroupes et capables de discuter ensemble les questions (référez-vous aux diagrammes fournis en vue de simplifierl'expérience). Après qu'un concensus général aura été atteint au sein du groupe, une autre session pourrait avoirlieu pendant laquelle divers groupes présenteraient certaines de leurs réponses et les raisons d'avoir opté pources mêmes réponses. De ce fait, les mauvaises conceptions trouvées chez les divers groupes pourraient êtreidentifiées et corrigées.

Noter que les figures 1 à 7 fournies, illustrent des substances liquides; i.e. les substances A et B (figures 1 à 4) sont deséléments à l'état liquide, la substance C (figure 5) est un mélange hétérogène de deux différents liquides, la substance D(figure 6) est un mélange homogène de deux différents liquides et la substance E (figure 7) est un composé liquide.Bien que la substance D (figure 6) montre que le mélange homogène consiste en molécules de deux différentes sortesd'éléments, on devrait expliquer aux étudiants que les mélanges d'élément/composé sont aussi des mélanges. Parexemple, le diagramme ci-dessous illustre un mélange homogène de deux liquides différents, l'un étant un élément (eg.dibrome) et l'autre un composé (eg. tétrachlorure de carbone).Insister auprès de vos étudiants pour qu'ils ne mélangent pas les différentes couleurs de plasticine, autrement ils ne serontplus capables de les utiliser.

4. Réponses Modèles aux Questions du ManuelIl est recommandé que les apprenants écrivent toutes les questions et les réponses dans leur manuel d'instruction.Si celà est fait, alors les réponses aux questions ne doivent pas être sous forme de phrases complètes. Si lesapprenants ne notent pas les questions dans leur manuel, alors les réponses doivent être sous forme de phrasescomplètes. Noter que certaines questions peuvent être seulement répondues par les apprenants dans les classessupérieures. Les équations données sous forme de mots peuvent être écrites à la place des équations chimiqueslà où c'est requis.

ACTIVITE 1Q1. La substance A est-elle un composé, mélange homogène ou hétérogène, ou un élément? Donner une

raison.(Voir Figure 1).R1. La substance A est un élément, car il est fait d'un seul type d'atomes. A ce niveau, le modèle montre des

atomes individuels (séparés). Les seuls éléments qui existent sous cette forme sont les gaz nobles.

Q2. Quel critère, au niveau microscopique, est utilisé pour décider si une substance X est une substance pure?R2. Une substance pure est celle qui est faite d'un seul type d'atomes ou de molécules. Il est dès lors

possible pour une substance pure d'être un composé (composé de deux ou plusieurs types d'atomeschimiquement liés entre eux ) ou un élément (composé d'atomes individuels de même type ou de deuxou plusieurs types d'atomes de même type chimiquement liés entre eux). Des exemples de formules desubstances pures sont:

Ne (Elément) , O2 (Elément) , CO2 (Composé).

Q3. En utilisant le critère de la Question 2 ci-dessus, peut-on dire que la substance A est une substance pure?R3. Oui. La substance A est une substance pure car elle est composée d'un seul type d'atomes.Q4. Quel est le nom donné à l'ensemble des deux atomes de la substance A (Voir Figure 2)?R4. Molécule diatomique.




Q5. La substance A est-elle maintenant un composé, un mélange hétérogène, ou un élément? Expliquer votreréponse.

R5. Bien que la substance A est maintenant un composé de molécules diatomiques, c'est toujours unélément puisque il composé d'atomes de même type qui sont chimiquement liés.

ACTIVITE 2Q1. La substance B est-t-elle un composé, un mélange homogène ou hétérogène, ou un élément? Donner une

raison pour votre réponse (Voir Figure 4).R1. La substance B est un élement puisqu'elle est faite seulement d'un type d'atome.

Q2. Quel est le nom donné à la combinaison de deux atomes de la substance B ?R2. Molécule diatomique.

Q3. La substance C est-elle un composé, un mélange homogène ou hétérogène, ou un élément? Donner une raison.R3. La substance C est un mélange hétérogène car elle n'est pas uniforme dans sa nature. Pour celà, deux

phases différenciées seraient observées à l'échelle macroscopique.

Q4. Si les deux ensembles d'atomes pairés dans la substance C devaient être séparés, est-ce que celàreprésenterait un changement physique ou chimique ? Donner la raison de votre réponse.

R4. Ce changement serait physique, puisqu'il n'y a pas de liaisons chimiques qui auraient changé. De plusfaibles forces intermoléculaires devraient être éliminées pour séparer les deux types de molécules l'unde l'autre.

Q5. Quel est le nom donné au phénomène de la Question 4 ?R5. Séparation.

Q6. La substance D est-elle un composé, un mélange homogène ou hétérogène, ou élément? Donner une raison.R6. La substance D est un mélange homogène puisqu'elle est approximativement uniforme. Bien qu'il y ait

deux types différents de molécules, ceux-ci sont entremêlés; on ne verra donc pas deux constituantsdifférents à l'échelle macroscopique.

Q7. Si les deux ensembles d'atomes pairés dans la substance D devaient être séparés, est-ce que celàreprésenterait un changement physique ou chimique? Donner une raison à votre réponse.

R7. Ce changement serait également physique, puisqu'il n'est pas nécessaire de briser des liaisonschimiques pour pouvoir séparer les deux différents types de molécules.

Q8. Quel est le nom donné au phénomène de la Question 7?R8. Séparation.Q9. Proposer une méthode pour appliquer le phénomène mentioné dans la Question 8 ci-dessus avec des

substances réelles.R9. L'exemple d'un mélange homogène pourrait être celui de l'éthanol et de l'eau. Ces deux substances

pourraient être séparées par distillation, où l'alcohol serait d'abord distillé du mélange.

ACTIVITE 3Q1. La substance E est-elle un composé, un mélange homogène ou hétérogène, ou un élément? Donner une raison

pour votre réponse (Voir Figure 7).R1. La substance E est un composé, puisqu'elle est faite de molécules qui possèdent deux types différents

d'atomes chimiquement liés entre eux.Q2. Comment est-ce que la substance E diffère-t-elle de la substance D?R2. La substance E est un composé, tandis que la substance D est un mélange homogène. Ainsi, des liaisons

chimiques ont été brisées et d'autres formées pour donner la substance E à partir des substances A et B.Celà n'était pas le cas quand la substance D était formée à partir des substances A et B.

Q3. Si les atomes de la substance E devraient être réarrangés en atomes pairés comme dans la substance D, est-ceque celà représenterait un changement physique ou chimique? Donner une raison pour votre réponse.

R3. Ce changement serait chimique puisque des liaisons chimiques devraient être brisées et de nouvellesliaisons formées, pour que la substance E puisse être transformée en substance D (un mélange desubstances A et B).

Q4. Quel est le nom du phénomène de la Question 3 ?R4. Décomposition.Q5. Comment est-ce que l'énergie requise pour changer la substance E en substance D est -t-elle comparable à

l'énergie requise pour changer la substance D en substance C ?R5. Les liaisons chimiques (forces intramoléculaires) sont plus fortes que les forces intermoléculaires et

pour celà, plus d'énergie est requise pour briser les premières. Pour cette raison, l'énergie requise pourchanger la substance D en substance C, est moindre que celle requise pour changer la substance E ensubstance D.

Q6. Proposer une méthode pour exécuter le changement mentioné dans la Question 4.R6. L'éléctrolyse (décomposition d'un produit à l'aide d'un courant électrique) pourait être utilisée. Par

exemple, l'eau (H2O) peut être décomposée en dihydrogène (H2) et en dioxygène (O2). Le chauffagepourrait être également utilisé, comme dans le cas où l'oxyde de mercure(II), (HgO), est décomposé enmercure (Hg) et en dioxygène (O2).




EST-CE QUE LES SUBSTANCES DISSOUTES PEUVENT SE REPANDRE?


1. ProduitsTous les produits nécessaires sont répertoriés dans le manuel d'instruction.

2. MatérielTout le matériel requis peut être trouvé dans le Kit RADMASTE de Base ou Avancé de Microchimie. On aurabesoin de plasticine.

3. AstucesLes enseignants peuvent encourager les étudiants à observer les fioles à échantillons et leur contenus régulièrementtout au long de la leçon pendant laquelle ils feraient l'expérience. De cette manière, les étudiants vont vite remarquerque rien de spécial ne semble se passer avec le sulfate de cuivre durant cette courte période, et qu'ils devraientsurveiller son apparence peut être au cours des leçons de sciences et ce durant quelques semaines.

Quand les étudiants font les dessins de la fiole pour différents jours d'observation, ils peuvent être encouragés à noter laposition supérieure de la couleur bleue et la minceur relative de la frontière entre la solution de sulfate de cuivre et l'eau. Decette manière, ils pourraient commencer à savoir qu'avec le temps, cette même frontière devient moins distincte à cause dela solution de sulfate de cuivre qui diffuse.

Au début, les étudiants pourraient ne pas comprendre que les particules de sulfate de cuivre sont entrain de se déplacer.L'enseignant peut expliquer que le mouvement de la couleur bleue du sulfate de cuivre est un indicateur du fait que lesparticules de sulfate de cuivre sont entrain de se déplacer également.


La solution saturée de sulfate de cuivre est toxique quand elle est avalée ou absorbée à travers la peau. Elle peutégalement causer des irritations de la peau et des yeux. Elle peut endommager les muqueuses des membranesquand elle est ingérée. Au cas où il y aurait contact avec la peau, l'endroit affecté devrait être immédiatement lavéavec une bonne quantité d'eau.


Q1. Faire un dessin montrant l'apparence du flacon. Utiliser un crayon bleu si possible pour colorer, en vue de rendrele dessin plus facile à comprendre.

Q2. Placer la fiole à échantillons dans un endroit sûr, et observer son contenu chaque jour pour tout une semaine sipossible. Faire un dessin chaque jour.

R2. On espère que les étudiants vont noter aussi bien la position supérieure de la couleur bleue dans la fioleà échantillons que la petitesse de la frontière entre la soluton de sulfate de cuivre et l'eau. Un formatapproprié pour l'enregistrement des observations est illustrée ci-dessous: Au 7ème jour, la couleur bleueest uniformément répandue à travers la fiole à échantillons.

solution bleue de sulfate decuivre

eau claire

petite délimitation entre l�eau et lasolution de sulfate de cuivre

JOUR 1er

solution bleue de sulfatede cuivre

eau clairepetite délimitation entre l�eau et lasolution de sulfate de cuivre

solution bleue de sulfatede cuivre

eau clairela couleur bleue a migré vers le haut - ladélimitation n�est plus petite

JOUR 2ème




Q3. Pourquoi pensez-vous que le flacon contenant la fraction de la solution de sulfate de cuivre et l'eau devrait êtrefermé?

R3. Le flacon devrait être fermé pour éviter l'évaporation de l'eau et les courants d'air car les deux pourraientavoir une influence sur le comportement de la solution de sulfate de cuivre.

Q4. Directions du déplacement des particules de sulfate de cuivre dissoutes dans le flacon.a Dessiner une flèche sur l'un de vos diagrammes pour montrer la direction dans laquelle le sulfate de cuivre

dissout se déplace dans le flacon.

b Décrire la direction dans laquelle le sulfate de cuivre dissout dans le flacon se déplace après quelques jours.Le sulfate de cuivre dissout se répand jusqu'au sommet du flacon. (Ceci est une façon très simpliste dedécrire la direction dans laquelle la diffusion a lieu.)

c Où est-ce-que la concentration de la solution de sulfate de cuivre est la plus élevée dans le flacon au début del'activité?Les étudiants pourraient avoir des difficultés avec le concept de concentration. Si c'est le cas, aidez-lesen formulant la question d'une autre manière. La suggestion suivante est donnée:Où est-ce qu'on trouve le plus de sulfate de cuivre dans le plus petit volume d'eau au début del'expérience? La solution de sulfate de cuivre a la plus grande concentration au fond du flacon au débutde l'expérience.

d Où est-ce-que la concentration de la solution de sulfate de cuivre est la plus basse au début de l'activité?La solution de sulfate de cuivre a la plus petite concentration au sommet du flacon au début del'expérience. Sa concentration au sommet est zéro.

e Décrire la direction dans laquelle le sulfate de cuivre se déplace dans le flacon. Utiliser la concentration dansvotre description.Le sulfate de cuivre dissout se répand de l'endroit où sa concentration est la plus grande à l'endroit oùsa concentration est la plus petite.

Q5. Le fait de se répandre et de se mélanger pour les substances s'appelle diffusion. Utilisez ce que vous avez trouvédans l'activité pour écrire une ou deux phrases expliquant clairement ce que c'est la diffusion.

R5. La diffusion est le fait, pour une substance, de se répandre d'un endroit où sa concentration est élevée, àl'endroit où sa concentration est plus faible. Ce fait de se répandre se fait de lui-même, sans devoirsecouer ou agiter.Les étudiants pourraient ajouter la notion de spontanéité (le fait de se répandre se fait de lui-même) dansleur description mais il y a beaucoup de chances qu'ils n'incluent pas la cause de la diffusion(mouvement au hasard des particules) ou quand le fait de se mélanger ne révèle plus de changement(quand la concentration est la même partout).

Q6. Cette activité montre que les particules de sulfate de cuivre dissout se répandent à travers l'eau dans le flacon.Expliquer le fait de se répandre en utilisant la Théorie des Particules.

R6. La théorie des particules stipule que la matière est faite de particules. Celles-ci se déplacent à différentesvitesses et dans toutes les directions. Les particules changent de direction seulement quand elles fontune collision avec d'autres particules. C'est le mouvement des particules de sulfate de cuivre qui fait quea solution de cette substance se répande.

Q7. Pourquoi pensez-vous que la diffusion se passe plus lentement dans l'eau que dans l'air à la même température?Utiliser ce que vous connaissez sur les particules pour répondre.

R7. Il semble qu'il est plus facile pour les substances de se déplacer dans l'air plutôt que dans les liquides.Celà signifierait qu'il y a plus d'espace entre les particules dans une phase gazeuse qu'il y en a entre lesparticules dans la phase liquide.

Q8. Quelle différence pourriez-vous observer si vous utilisez une solution chaude de sulfate de cuivre dans laseringue et de l'eau chaude dans le flacon?

R8. Les étudiants pourraient intuitivement prédire que la couleur bleue se répandra plus rapidement. Lesparticules se déplacent plus rapidement à haute température.

JOUR 4ème JOUR 5ème JOUR 7ème

direction vers laquelle lasolution de sulfate decuivre migre




COLLISION DE NUAGES COLOREES


1. ProduitsTous les produits nécessaires sont répertoriés dans le manuel d'instruction. Les colorants d'aliments rouge etvert peuvent être trouvés dans les ingrédients de la cuisine, ou au supermarché. D'autres colorants d'alimentspeuvent également être utilisés. De l'eau chaude et de l'eau froide sont également nécessaires. De l'eaufroide provenant d'un réfrigérateur devrait être utilisée i.e. l'eau devrait être glacée.

2. MatérielTout le matériel requis peut être trouvé dans le Kit RADMASTE de Base ou Avancé de Microchimie. Si seulsles Kits de Base sont disponibles, alors les étudiants travaillant dans chaque groupe de travail auront à utiliserles fioles du microbrûleur provenant de deux kits. Si les Kits Avancés sont utilisés, seul un kit sera nécessairecar il y aura la fiole du microbrûleur et une autre fiole additionnelle dans le kit. Un crayon marqueur serarequis pour écrire sur les fioles.

3. AstucesLes étudiants sont conseillés de travailler en groupes de sorte que l'un d'eux puisse ajouter les gouttes decolorant d'aliments à l'eau chaude, exactement en même temps qu'un autre étudiant qui ajouterait du colorantà l'eau froide. Si celà n'est pas fait, ce sera difficile pour les apprenants de comparer les vitesses auxquellesles colorants d'aliments diffuse à travers l'eau chaude et l'eau froide respectivement.

Faire attention de ne pas verser le colorant d'aliments sur les parois des fioles, car les gouttes adhéreraient aux paroiset empêcheraient ou ralentiraient le mouvement du colorant d'aliments au sein de l'eau.


Q1. Pourquoi est-ce que le colorant d'aliments va au fond de l'eau dans les deux flacons?R1. Le colorant d'aliments est plus dense que l'eau et immerge dans celle-ci.

Q2. Comment pensez-vous que la température des gouttes du colorant d'aliments change quand elles sontintroduites dans l'eau chaude et froide?

R2. Le colorant d'aliments est initialement à température ambiante. Quand il est placé dans l'eau chaude, lecolorant d'aliments deviendra rapidement plus chaud- sa température va augmenter. Quand il est misdans de l'eau froide, le colorant d'aliments se refroidira - sa température va diminuer.

Q3. Quelle différence voyez-vous lorsque le colorant d'aliment va au fond de l'eau chaude et froide?R3. Quand le colorant d'aliments immerge dans de l'eau chaude, il se répand mieux que dans l'eau froide.

Q4. Qu'arrive-t-il au colorant d'aliment quand celui-ci repose au fond des flacons?R4. Il forme une phase au fond et commence à se répandre vers le haut et vers les côtés.

Q5. Décrivez les différences quelconques dans l'apparence du mélange des deux flacons après 10 minutes environ.R5. Après environ 10 minutes, les colorants d'aliments rouge et vert sont complétement mélangés à l'eau

chaude. Le mélange est de couleur jaune-verte.Dans l'eau froide, les deux couleurs se répandent, mais seulement après 10 minutes pendant lesquelleselles n'étaient pas mélangées. Il n'y a pas de délimitation entre les deux couleurs.

Q6. Quelles substances voyez-vous diffuser dans cette activité?R6. Les colorants pour aliments rouge et vert.

Q7. Lors de cette activité, vous avez vu l'effet de la température sur la vitesse à laquelle les liquides diffusent.Quelle est cet effet?

R7. Plus un liquide est chaud, plus celui-ci va diffuser.





BALLONS AVEC FUITES ???


1. ProduitsTous les produits nécessaires sont répertoriés dans le manuel d'instruction. De l'ammoniaque concentrée estrequise. De l'ammoniaque commerciale peut être utilisée à la place de l'ammoniaque concentrée, maisl'expérience pourrait prendre plus de temps.

2. MatérielLa plupart du matériel requis peut être trouvé dans le Kit RADMASTE de Base ou Avancé de Microchimie.Une bande élastique, une paire de ciseaux, un vieux ballon, de la plasticine et un morceau de papier blancsont également nécessaires.

3. AstucesIIl est préférable pour l'enseignant d'utiliser de vieux ballons et ceux-ci devraient causer plus de fuites que lesballons neufs. Si de vieux ballons ne sont pas disponibles, l'enseignant pourrait souffler de l'air dans un ballonneuf et le laisser s'étirer pour quelques jours en vue d'augmenter sa porosité. Les ballons de couleur blanche,plutôt que ceux colorés permettent une meilleure observation du changement de couleur de laphénolphthaléine de l'incolore au rose dans le flacon.

Il est important pour les enseignants d'étirer le morceau de ballon le plus fortement possible autour de l'ouverture duflacon du microbrûleur. Celà parce que les espaces entre les particules de plastique deviendraient alors plus larges quedans le cas de ballons qui ne seraient pas suffisamment étirés. Ces larges espaces permettront la diffusion del'ammoniac gazeux sans encombre. Si le plastique n'est pas suffisamment étiré, l'ammoniac prendra beaucoup detemps à diffuser et le changement de couleur de la solution de phénolphthaléine pourrait ne pas être observé pendant laleçon.

Les étudiants devraient s'assurer qu'il n'y a pas de fuite de solution phénolphthaléine du flacon quand celui-ci estrenversé, autrement la solution d'indicateur va se mélanger avec la soution d'ammoniaque dans le godet ducomboplate®. Un changement de couleur aurait lieu dans le godet, et les étudiants seraient confus.

Si c'est un jour où il fait froid, le comboplate® peut être flotté au dessus de l'eau chaude en vue d'augmenter la vitessede diffusion de l'ammoniac gazeux.


L'ammoniaque est une base corrosive. Si une base est versée sur la peau, l'endroit affecté doit êtreimmédiatement lavé avec une bonne quantité d'eau.

Ne jamais pointer une micropipette ou une seringue contenant un acide ou une base vers le haut. Un petitmoment d'inattention peut être cause d'un accident grave. Si un acide ou une base quelconque est jeté(e) dansl'oeil, rincer immédiatement l'oeil avec beaucoup d'eau. Après avoir soigneusement rincé l'oeil, vous pouvez letraiter avec une solution diluée d'hydrogénocarbonate de sodium ( utilisé dans les pâtisseries), dans le casd'un acide, ou dans le cas d'une base, avec une solution diluée d'acide borique. Ces substances aideront àneutraliser l'acide ou la base dans l'oeil. Dans tous les cas, le patient devra être urgemment envoyé chez unmédecin spécialiste si possible.

Les vapeurs d'ammoniac sont toxiques. Eviter d'inhaler ces vapeurs de la bouteille ou du godet contenantl'ammoniaque. S'assurer que l'expérience est effectuée dans un endroit bien ventilé.


Q1. Qu'observez-vous quand des solutions de phénolphthaléine et de l'ammoniaque sontmélangées?R1. La solution de phénolphthaléine est incolore. Quand la solution de phénolphthaléine est mélangée avec

l'ammoniaque, le mélange vire à une forte couleur rose.





Q2. Décrire ce qui arrive à la solution de phénolphthaléine dans le godet. Inclure dans votre description• les changements de couleurs• où ces changements de couleurs ont lieu• combien de temps ça prend pour avoir les changements de couleurs.

R2. La solution de phénolphthaléine change de l'incolore à du rose pâle. La couleur rose se fait d'abord voirau fond du flacon, là où la phénolphthaléine touche le ballon. La couleur de la solution dephénolphthaléine commence à changer quelques minutes après que le flacon a été renversé au dessusdu godet F1. Lentement, la couleur rose devient de plus en plus faible. Elle se répand ensuite vers le hautjusqu'à ce que, après environ une heure de temps, toute la solution de phénolphthaléine devient rose.Lentement, la couleur rose devient alors sombre.

Q3. Qu'est-ce que les observations faites dans la Question 2 ci-dessus vous apprennent sur la façon dont lesparticules de plastique sont organisées dans le morceau de plastique?

R3. Les particules de plastique doivent laisser des espaces entre elles. Ces espaces doivent êtresuffisamment larges pour que les molécules d'ammoniac puissent se déplacer à travers la solution dephénolphthaléine.

Q4. Décrire la direction de la diffusion de l'ammoniac gazeux dans cette activité.R4. Techniquement parlant, le fait de se répandre d'un gaz à travers de petites ouvertures est appelé

effusion, plutôt que diffusion. Cependant, il est nécessaire pour les étudiants de faire une distinctionentre diffusion et effusion.

Avec les connaissances acquises durant les expériences précédantes, les étudiants devraient êtrecapables de répondre en se référant aux différences de concentration de l'ammoniaque. Une réponseappropriée serait alors:L'ammoniac diffuse d'un endroit de haute concentration (au dessus de l'ammoniaque dans le godet ) àun endroit de moindre concentration (zéro) (la solution de phénolphthaléine dans le flacon).

Q5. Ivy se plaint auprès de ses amis comme quoi elle ne voit rien se passer dans son flacon. Phoka est sûr qu'elle n'apas suffisamment étiré le morceau de plastique. Expliquer la différence entre la manière dont les particules sontorganisées dans le plastique étiré et dans celui qui n'est pas étiré.

R5. Cette question a pour but d'aider les étudiants à expliquer les observations macroscopiques (épaisseurdu plastique) en utilisant un cadre microscopique (particule).

Dans un morceau de plastique qui n'est pas étiré et pour une surface donnée, il devrait y avoir beaucoupplus de couches de particules que dans un morceau de plastique étiré. Dans le morceau qui n'est pasétiré, ces particules devraient être plus rapprochées et les espaces entre elles sont vraisemblablementplus petits que dans le cas d'un morceau de plastique étiré. Les espaces peuvent souvent être obstruéspar d'autres particules.





A QUEL RYTHME L'AMMONIAC GAZEUX DIFFUSE-T-IL ?



2. MatérielLa plupart du matériel requis peut être trouvé dans le Kit RADMASTE de Base ou Avancé de Microchimie.Uneaiguille à coudre, un morceau de fil de coton à coudre blanc, une règle, une pièce de papier blanc, de la plasticine,une paire de ciseaux et une montre/un chronomètre sont aussi nécessaires. Le matériel ayant trait à la couture estdisponibles dans la plupart des supermarchés, tandis que le petit matériel de bureau devrait être disponible àl'école.

3. AstucesLes étudiants devraient faire attention à ce que le fil ne touche pas la laine de coton. Si celà arrive,l'ammoniaque placée sur la laine de coton va immédiatement mouiller le fil. Celà fera que la solution dephénolphthaléine se trouvant sur le fil tourne immédiatement au rose, et l'expérience aura à êtrerecommencée, car les étudiants doivent observer et mesurer la vitesse de diffusion de l'ammoniac gazeux -pas l'ammoniaque.

Les étudiants doivent commencer à chronométrer aussitôt que l'ammoniac gazeux aura atteint le bout du fil, ce qui est~ 1.5 cm de la laine de coton. Ils sauront à quel moment commencer le chronométrage, puisque le bout du filcommencera à tourner au rose.

Les étudiants doivent arrêter le chronométrage quand l'ammoniac aura diffusé jusqu'au bout du fil à l'intérieur du tube,i.e le bout du fil sur la pièce de plasticine, pas le bout du fil resortant du tube de verre.

Si le temps le permet, les étudiants peuvent être encouragés à répéter l'expérience. Alternativement, les résultats de laclasse peuvent être rassemblés pour avoir une moyenne de la vitesse de diffusion.

Si les étudiants trouvent que l'usage du fil de coton exige d'être très méticuleux, une mince bande de papier blancpourrait être utilisée. Le papier devrait être d'à peu près 1 mm de largeur et de même longueur que le tube de verre.Après être immergé dans la solution de phénolphthaléine, le papier pourrait perdre sa rigidité. Une aiguille ou unemicrospatule peuvent être alors utilisées pour le pousser à l'intérieur du tube.


L'ammoniaque concentrée est extrêmement corrosive. Si un contact est fait avec la peau, l'endroit affecté doitêtre immédiatement lavé avec une bonne quantité d'eau.

Les vapeurs d'ammoniac sont très toxiques. Eviter de les inhaler et s'assurer que l'expérience est effectuée dansun endroit bien ventilé.


Q1. Qu'observez-vous quand de la solution de phénolphthaléine et de l'ammoniaque sont mélangées?R1. La solution de phénolphthaléine est un liquide incolore. Quand la solution de phénolphthaléine entre en

contact avec l'ammoniaque dans le godet A12, elle vire au rose prononcé.

Q2. Décrire ce qui se passe dans le tube de combustion.R2. Le morceau de fil de coton commence à changer de couleur. Il devient faiblement rose et petit à petit la

couleur devient plus intense. Le fil de coton commence à changer de couleur à l'extrémité proche de lamicropipette.

Q3. Quelle était la durée du début à la fin?R3. 248 secondes. (Le temps variera avec la température.)

Q4. Quelle est la longueur du fil à l'intérieur du tube?R4. 4.0 cm.




Q5. Estimer la vitesse à laquelle l'ammoniac diffuse dans l'air à température ambiante. Montrer comment vous avezprocédé.

R5. Les étudiants peuvent utiliser l'équation ci-dessous:

Les étudiants peuvent faire le raisonnement suivant s'ils sont incapables de donner/utiliser la formule:

En 248 s, l'ammoniac fait 4.0 cm.

Ainsi, en 1 s, l'ammoniac fera à température ambiante.

Les données ci-dessus ont été mesurées à 21 0C.

4.0 cm248 s = 0.016 cm/s

vitesse = = = 0.016 cm / sdistancetemps

4.0 cm248 s




PREPARATION ET MISE EN EVIDENCE DU DIOXYGENE



2. MatérielTout le matériel requis peut être trouvé dans le Kit RADMASTE de Base ou Avancé de Microchimie.

3. AstucesLes solutions de peroxyde d'hydrogène (H2O2(aq)) se décomposent facilement. Il est dès lors recommandéqu'une solution fraîche de H2O2(aq) 10% soit utilisée à chaque fois que l'expérience est effectuée. Avant defaire l'expérience avec les étudiants, l'enseignant peut juger si la solution de peroxyde d'hydrogène est bonneen ajoutant quelques gouttes de solution à une microspatulée de dioxyde de manganèse dans un grand godetdu comboplate®. Si la solution produit des bulles vigoureusement, c'est dire que le peroxyde d'hydrogène estconcentré suffisamment pour produire assez rapidement un volume adéquat de dioxygène gazeux pour letest.

Les instructions dans le manuel d'instructions suggèrent que le tuyau en silicone soit fixé de manière inclinée dans leconnecteur de tuyaux du couvercle 1. Celà est aisément fait en fixant fermement le tuyau en silicone dans leconnecteur et en forçant l'extrémité inférieure du tuyau la plus proche de l'entrée de la seringue légèrement vers le haut,tandis que le reste du tube reste fermement placé à la base du connecteur. Quand le tube de verre est rattaché autuyau en silicone, il sera aussi incliné vis à vis de la seringue. Celà évite que la seringue obstrue la bûchette quandcelle-ci est tenue dans le dioxygène au moment où celui-ci s'échappe du tube de verre. Aussi, il n'y pas de danger quela seringue soit fondue par la flamme. (L'idée d'attacher le tube de verre au tuyau en silicone est pour prévenir que letuyau en silicone brûle, lorsque la bûchette devient incandescente en présence de dioxygène.)

Les cure-dents consituant les bûchettes contenues dans le tube collecteur de gaz des Kits de Microchimie brûlentrelativement lentement. Les étudiants devraient ainsi être capables d'ajouter lentement la solution de peroxyded'hydrogène à la poudre de dioxyde de manganèse dans le godet, tandis que le bout de la bûchette brûle. Si leperoxyde d'hydrogène est ajoutée très rapidement, une partie de la solution peut être forcée vers le haut à travers letuyau en silicone et le tube de verre. L'expérience devra être recommencée après avoir nettoyé le couvercle et lestuyaux, et après les avoir séchés soigneusement.

Les étudiants doivent s'assurer qu'il y a une portion incandescente de la bûchette, qui reste après avoir éteint la flamme.Seule une bûchette incandescente pourra brûler en présence de dioxygène sortant de l'extrémité du tube de verre. Si labûchette est déjà devenue apparemment de la cendre, alors le fait de la tenir à l'ouverture de l'extrémité ouverte dutube de verre pourrait seulement produire une incandescence, mais sans brûler. Pour être sûr que les étudiants verrontla bûchette brûler, ils pourraient être obligés de re-brûler la bûchette dans la flamme du microbrûleur ou choisir uneautre bûchette pour tester le dioxygène. Il est essentiel de travailler rapidement si on doit encore brûler la bûchette, carla montée du dioxygène dans le godet va ralentir avec le temps de sorte que le volume de gaz qui s'échappe du tube deverre n'est pas suffisant pour causer une ignition de la bûchette.

Une fois que la bûchette aura brûlé en présence de dioxygène, la flamme peut être éteinte soigneusement de manièreà laisser une autre portion incandescente. Cette portion peut ainsi être tenue dans le dioxygène, pour que les étudiantspuissent observer la bûchette incandescente encore une fois. Ce processus peut être continué pour autant que l'on atoujours un bon flux de dioxygène passant dans le tube, ou jusq'à ce que presque toute la bûchette aura brûlé.


Le peroxyde d'hydrogène est très corrosif. Si du H2O2(aq) est versé sur la peau, l'endroit affecté doit êtreimmédiatement lavé avec une bonne quantité d'eau.

Ne jamais pointer une micropipette ou une seringue contenant du H2O2(aq) vers le haut. Un petit momentd'inattention peut être cause d'un accident grave. Si du peroxyde est jeté dans l'oeil, rincer immédiatementl'oeil avec de l'eau courante.

Ne permettez à personne d'approcher une flamme du comboplate® ou de la seringue. Ils sont faits de plastiqueet fondraient.

Ne jamais permettre aux étudiants de jouer avec des allumettes. Traiter toute brûlure avec de l'eau courantefroide ou de la glace, et demander de l'assistance médicale quand c'est nécessaire.

L'alcool à brûler utilisé dans les microbrûleurs est un poison. Ne pas inhaler la vapeur ou boire le liquide.





Q1 Qu'observez-vous chaque fois que la bûchette incandescente est tenue au dessus de la partie ouverte du tube deverre?

R1. La bûchette incandescente augmente son incandescence ou "prend feu" subitement.

Q2. Que concluez-vous de vos observations sur la bûchette allumée?R2. Le gaz dioxygène s'est échapé par le tube de verre et a fait que la bûchette devienne davantage

incandescente. Celà constitue le test pour le dioxygène.

Q3. Que voyez-vous se passer dans le godet contenant le peroxyde d'hydrogène ?R3. La solution de peroxyde d'hydrogène produit des bulles de manière vigoureuse dans le godet.

Q4. Que concluez-vous de vos observations sur le godet?R4. Le peroxyde d'hydrogène réagit dans le godet pour former un gaz, qui a été identifié comme étant le

dioxygène par le test de la bûchette incandescente.

Q5. Ecrire une équation-bilan représentant la réaction qui se passe dans le godet.R5. H2O2(aq) →→→→→ H2O(lllll) + O2(g) (Equation avec des mots: solution de peroxyde d'hydrogène →→→→→ eau +

dioxygène gazeux)

Q6. Quel est le role du dioxyde de manganèse dans cette expérience?R6. C'est un catalyseur. (Il accélère la décomposition du peroxyde d'hydrogène de façon que l'on voit un

dégagement vigoureux, mais il n'est pas utilisé dans cette réaction.)

Q7. Suggérer une méthode alternative (en utilisant le kit) pour recueillir le gaz formé lors de la décomposition duperoxyde d'hydrogène .

R7. Le dioxygène pourrait être recueilli après le déplacement de l'eau vers le bas, en utilisant un tubecollecteur de gaz. Une bûchette incandescente pourrait alors être introduite dans le tube contenant ledioxygène. La bûchette devrait devenir incandescente en présence de dioxygène.

Q8. L'oxygène est souvent stocké dans de grands tanks pour les laboratoires et les hopitaux. Pourquoi pensez-vousque ces tanks portent des étiquettes de mise en garde empêchant les gens de fumer auprès d'eux?

R8. Si le dioxygène s'échappait d'un tank de stockage pendant qu'une cigarette est allumée à côté de lui, lapartie incandescente de la cigarette va augmenter son ignition en présence de dioxygène. Le fumeurpourrait se brûler.




PREPARATION ET MISE EN EVIDENCE DU DIHYDROGENE



2. MatérielTout le matériel requis peut être trouvé dans le Kit RADMASTE Avancé de Microchimie. Un gobelet en plastique etde la plasticine sont aussi nécessaires.

3. AstucesUn gobelet en plastique est utilisé pour ce cas-ci, mais d'autres récipients appropriés peuvent être utilisés eton y placerait le tube collecteur de gaz renversé.

Ajouter lentement l'acide chlorhydrique (HCl(aq)) 5.5 M à la poudre de zinc (Zn(s)), autrement le vigoureuse productionde bulles dans le godet F1 pourrait forcer la solution à passer par le tuyau en silicone (pvc dans les anciennes versionsde kits) ayant une courbure en U. Ajouter d'abord 0,2 ml de l'acide en vue de purger l'air du système. Après celà, placerle tube collecteur de gas au dessus de la sortie du tube en U dans le gobelet en plastique, puis ajouter lentement l'acidequi reste.

Quand vous retirez le tube collecteur de gas du montage, pousser le tube fermement dans le couvercle au fond dugobelet en plastique. Vous aurez à visser le tube dans le couvercle. Soulever soigneusement le tube avec le couvercleen dehors du gobelet. Le couvercle n'adhère pas sur la plasticine au fond du gobelet, si le mode opératoire est suivicorrectement.


L'acide chlorhydrique est corrosif. Si de l'acide est versé sur la peau, l'endroit affecté doit être immédiatementlavé avec une bonne quantité d'eau. Les brûlures sévères doivent recevoir un traitement médical.

Ne jamais pointer une micropipette ou une seringue contenant un acide ou une base vers le haut. Un petit momentd'inattention peut être cause d'un accident grave. Si un acide ou une base quelconque est jeté(e) dans l'oeil,rincer immédiatement l'oeil avec beaucoup d'eau. Après avoir soigneusement rincé l'oeil, vous pouvez le traiteravec une solution diluée d'hydrogénocarbonate de sodium (utilisé dans les pâtisseries), dans le cas d'un acide,ou dans le cas d'une base, avec une solution diluée d'acide borique. Ces substances aideront à neutraliser l'acideou la base dans l'oeil. Dans tous les cas, le patient devra être urgemment envoyé chez un médecin spécialiste sipossible.

Ne permettez à personne d'approcher une flamme du comboplate®. Le dihydrogène gazeux produit dans le godetF1 est très explosif. Rassurez-vous que le comboplate® est éloigné de toutes sources de flammes avant de passerau test pour le dihydrogène.

Ne jamais permettre aux étudiants de jouer avec des allumettes.Traiter toute brûlure avec de l'eau courante froideou de la glace, et demander de l'assistance médicale quand c'est nécessaire.


Q1. Qu'observez-vous dans le godet F1 quand de l'acide chlorhydrique est ajouté à la poudre de zinc?R1. Des bulles sont produites vigoureusement pendant que le gaz est produit.

Q2. Pourquoi est-il nécessaire que quelques bulles sortent du tube en U avant de recueillir le gaz dans le tube collecteurde gaz?

R2. Avant la réaction, le tuyau en silicone était rempli d'air. Ainsi, les premières bulles qui sortaient étaient del'air.

Q3. Que se passe-t-il dans l'eau du gaz collecteur lorsque les bulles de gaz pénètrent dans le tube?R3. L'eau est refoulée hors du tube collecteur de gaz.




Q4. Quel est le terme utilisé pour décrire ce qui se passe à l'eau dans la Question 3?R4. Le déplacement vers le bas de l'eau.

Q5. Que se passe-t-il quand la flamme de l'allumette est tenue à l'intérieur de l'entrée du tube collecteur de gaz?R5. Un petit bruit faisant "pop" est entendu pendant que le gaz contenu dans le tube brûle en explosant.

Q6. Pouvez-vous voir quelque chose à l'intérieur du bord du tube collecteur de gaz là où la réaction a eu lieu?R6. Oui, un liquide clair s'est formé.

Q7. Y-a-t-il changement dans l'apparence du sulfate de cuivre blanc?R7. Oui, le sulfate de cuivre blanc devient bleu.

Q8. Ecrire une équation avec des mots pour la réaction chimique du godet F1 entre l'acide chlorhydrique et le zinc.R8. zinc(s) + acide chlorhydrique(aq) →→→→→ dihydrogène(g) + chlorure de zinc(aq)

Q9. Quelle propriété du gaz recueilli a-t-elle rendu nécessaire le fait de tenir le tube collecteur de gaz renversé?R9. Le dihydrogène est moins dense que l'air. En tenant le tube renversé, il y a moins de chances que le gaz

s'échappe.

Q10. Pourquoi y-avait-il un petit bruit "pop" quand la flamme de l'allumette a été rapprochée de l'entrée du tube collecteurde gaz ?

R10. Quand il est brûlé, le dihydrogène réagit avec le dioxygène en explosant dans l'air.

Q11. Quel produit s'est-il formé après la réaction chimique mentionée dans la question 10? Donner une raison à votreréponse.

R11. L'eau. Celà était démontré quand les cristaux de sulfate de cuivre sont devenus bleus dans le liquide quis'est formé à la bordure intérieure du tube collecteur de gaz.

Q12. Ecrire une équation pour la réaction chimique à laquelle on fait allusion dans les Questions 10 et 11.R12. dihydrogène(g) + dioxygène(g) →→→→→ eau(lllll)

Q13. Que veut dire le terme "anhydre" ?R13. "Anhydre" signifie "sans eau".

Q14. Pourquoi le sulfate de cuivre blanc change-t-il de couleur et quel est le nom du produit formé?R14. Le sulfate de cuivre blanc réagit avec l'eau pour former le pentahydrate de sulfate de cuivre qui est bleu.

Q15. Ecrire une équation-bilan pour la réaction qui a lieu dans le godet F1 entre l'acide chlorhydrique et le zinc.R15. Zn(s) + 2HClllll(aq) →→→→→ ZnClllll2(aq) + H2(g)

Q16. Ecrire une équation-bilan pour la réaction qui a lieu dans le tube collecteur de gaz lorsque le gaz produit est testéavec la flamme de l'allumette.

R16. 2H2(g) + O2(g) →→→→→ 2H2O(lllll)

Q17. Ecrire une équation-bilan pour la réaction du sulfate de cuivre anhydre avec le liquide clair produit dans le tubecollecteur de gaz.

R17. CuSO4(s) + 5H2O(lllll) →→→→→ CuSO4.5H2O(s)

Q18. Ecrire le nom de l'autre produit formé quand le zinc réagit avec l'acide chlorhydrique.R18. Chlorure de Zinc.




PREPARATION ET PROPRIETES DU DIOXYDE DE CARBONE


1. ProduitsTous les produits nécessaires sont répertoriés dans le manuel d'instruction. L'eau de robinet est égalementrequise dans la Partie 3

2. MatérielLa plupart du matériel requis peut être trouvé dans le Kit RADMASTE de Base ou Avancé de Microchimie.Dans la Partie 2, des pailles sont nécessaires. Les longues pailles ordinaires peuvent être coupées en deuxpour cette expérience.

3. AstucesAjouter lentement l'acide chlorhydrique (HCl(aq)) 5.5 M au carbonate de calcium (CaCO3(s)), autrement lavigoureuse production de bulles dans le godet F1 pourrait forcer la solution à passer par le tuyau en siliconevers F2. Dans la Partie 2, il est important de se souvenir de souffler lentement à travers la paille dans l'eau dechaux. Si le souffle est vigoureux, l'eau de chaux sortira de F3 et aucun effet ne sera constaté.

Dans la Partie 4, une allumette qui brûle sera rapprochée de l'ouverture du couvercle 1. S'assurer que la flamme netouche pas le couvercle ou la seringue, car ceux-ci fondraient. Rassurez-vous que vous tenez la flamme dans la bonneposition avant d'ajouter l'acide chlorhydrique au carbonate de calcium, autrement le dioxyde de carbone va s'échapperdu godet F1 avant que l'effet d'extinction du feu par ce gaz ne soit observé.


L'acide chlorhydrique est corrosif. Si de l'acide est versé sur la peau, l'endroit affecté doit être immédiatementlavé avec une bonne quantité d'eau. Les brûlures sévères doivent recevoir un traitement médical.

Ne jamais pointer une micropipette ou une seringue contenant un acide vers le haut. Un petit momentd'inattention peut être cause d'un accident grave. Si un acide quelconque est jeté dans l'oeil, rincerimmédiatement l'oeil avec beaucoup d'eau. Après avoir soigneusement rincé l'oeil, vous pouvez le traiter avecune solution diluée d'hydrogénocarbonate de sodium (utilisé dans les pâtisseries). Cette substance aidera àneutraliser l'acide dans l'oeil. Le patient devra être urgemment envoyé chez un médecin spécialiste si possible.

Ne jamais permettre aux étudiants de jouer avec des allumettes.Traiter toute brûlure avec de l'eau courantefroide ou de la glace, et demander de l'assistance médicale quand c'est nécessaire.

5. Réponses Modèles aux Questions du ManuelIl est recommandé que les apprenants écrivent toutes les questions et les réponses dans leur manueld'instruction. Si celà est fait, alors les réponses aux questions ne doivent pas être sous forme de phrasescomplètes. Si les apprenants ne notent pas les questions dans leur manuel, alors les réponses doivent êtresous forme de phrases complètes. Noter que certaines questions peuvent être seulement répondues par lesapprenants dans les classes supérieures. Les équations données sous forme de mots peuvent être écrites àla place des équations chimiques là où c'est requis.

Partie 1: Préparation du Dioxyde de Carbone

Q1. Qu'observez-vous dans le godet F1 lorsque l'acide chlorhydrique est ajouté au carbonate de calcium?R1. Des bulles de gaz sont vigoureusement produites et un "sifflement" est entendu. Celà est appelé

effervescence.

Q2. Que voyez-vous dans le godet F2 qui montre qu'un gaz est entrain d'être produit?R2. Des bulles sont rapidement produites dans l'eau de chaux.

Q3. Qu'arrive-t-il à l'eau de chaux claire dans le godet F2 après que le gaz provenant du godet F1 a fait des bulles là-dedans?

R3. L'eau de chaux claire devient laiteuse.

Q4. Que devrait être le gaz produit par la réaction chimique du godet F1?R4. Le dioxyde de carbone.




Q5. Ecrire une équation avec des mots pour la réaction qui a lieu entre l'acide chlorhydrique et le carbonate decalcium.

R5. Acide chlorhydrique(aq) + carbonate de calcium(s) →→→→→ dioxyde de carbone(g) + eau(lllll) + chlorure decalcium(aq)

Q6. Ecrire une équation chimique pour la réaction ayant lieu dans le godet F1, mais cette fois-ci en utilisant desformules. Equilibrer l'équation chimique.

R6. CaCO3(s) + 2HClllll(aq) →→→→→ CO2(g) + H2O(lllll) + CaClllll2(s)

Q7. L'eau de chaux claire est une solution aqueuse d'hydroxyde de calcium (Ca(OH)2(aq)). Quand du dioxyde decarbone réagit avec de l'eau de chaux, du carbonate de calcium insoluble et de l'eau sont formés. Ecrire uneéquation avec des mots pour la réaction du dioxyde de carbone avec l'eau de chaux.

R7. dioxyde de carbone(g) + hydroxyde de calcium(aq) →→→→→ carbonate de calcium(s) + eau(lllll)

Q8. Ecrire une équation équilibrée pour la réaction décrite dans la question 7.R8. CO2(g) + Ca(OH)2(aq) →→→→→ CaCO3(s) + H2O(lllll)

Q9. A partir de votre réponse à la question 8, identifier la substance qui a causé l'aspect laiteux quand le dioxyde decarbone a été testé avec de l'eau de chaux claire. Expliquer pourquoi l'eau de chaux est devenue laiteuse.

R9. Le carbonate de calcium (CaCO3(s)). Le carbonate de calcium est blanc, et c'est un solide insoluble. Laformation de fines particules de ce solide blanc font que la solution devienne nuageuse ou laiteuse.

Partie 2: Production de Dioxyde de Carbone pendant la Respiration

Q1. Qu'arrive-t-il à l'eau de chaux claire lorsque vous soufflez là-dedans?R1. L'eau de chaux devient laiteuse.

Q2. Expliquer pourquoi il y a un changement dans l'aspect de l'eau de chaux.R2. Il y avait du dioxyde de carbone dans le souffle envoyé dans l'eau de chaux clair. L' insoluble carbonate

de calcium a été produit et a fait que la solution devienne laiteuse.

Q3. Qu'arrive-t-il à l'eau de chaux quand de l'air est soufflé dedans?R3. Elle devient laiteuse petit à petit.

Q4. Expliquer comment l'expérience illustre que le dioxyde de carbone est produit lorsque vous respirez.R4. L'eau de chaux devient laiteuse plus rapidement quand vous expirez dedans que quand de l'air est

soufflé dedans.

Partie 3: Dissolution du Dioxyde de Carbone dans l'Eau

Q1. Quelle est la couleur de l'indicateur universel dans l'eau de robinet du godet F2?R1. Verte.

Q2. Qu'est-ce-que celà vous apprend sur le pH de l'eau? (Regarder la bande colorées des pH dans votre kit si vousn'êtes pas sûr).

R2. Le pH est autour de 7. (L'eau est neutre.)

Q3. Que se passe-t-il dans le godet F2 quand du dioxyde de carbone est soufflé dans l'eau?R3. La couleur de l'indicateur universel change du vert au rose/orange.

Q4. Que vous apprend la couleur de l'indicateur dans le godet F2 sur le pH de l'eau après que le CO2(g) a été souffléà travers celui-ci?

R4. La solution devient acide maintenant (pH = 2 à 4).

Q5. Qu'est-ce que le CO2(g) a fait pour que l'indicateur change de couleur?R5. Le dioxyde de carbone s'est vraisemblablement dissout dans l'eau pour former un acide.

Q6. Quand le dioxyde de carbone se dissout dans l'eau, une certaine quantité réagit avec l'eau pour former de l'acide.Ecrire une équation avec des mots pour la réaction.

R6. dioxyde de carbone(g) + eau(lllll) →→→→→ acide carbonique(aq)

Q7. Ecrire une équation équilibrée pour cette réaction.R7. CO2(g) + H2O(lllll) →→→→→ H2CO3(aq)

Q8. Sous pression, plus de dioxyde de carbone se dissout dans l'eau pour produire une solution appelée eau sodée.Pouvez-vous expliquer pourquoi de petites bulles sont observées et un bruit de "pétillement" est perçue, quandune bouteille d'eau sodée est ouverte?

R8. Quand une bouteille de soda est ouverte, la pression à l'intérieur de la bouteille est soudainementréduite. Le dioxyde de carbone gazeux s'échappe de l'eau, produisant les petites bulles et le "sifflement".




Partie 4: Effet du Dioxyde de Carbone sur la Combustion

Q1. Qu'arrive-t-il à la flamme de l'allumette quand celle-ci est tenue au dessus de l'ouverture du couvercle du godetF1?

R1. La flamme est éteinte.

Q2. Expliquer vos observations dans la question 1.R2. Le dioxyde de carbone produit dans le godet F1 s'échappe de l'entrée du couvercle du godet F1 et éteint

la flamme.

Q3. Ecrire une phrase décrivant l'influence du dioxyde de carbone sur la combustion.R3. Le dioxyde de carbone n'entretient pas la combustion (i.e. du bois, bougie, etc.).

Q4. Le dioxyde de carbone (CO2(g)) est un gaz plus dense que le dioxygène (O2(g)). Décrire comment cette propriétédu CO2, avec les résultats de l'expérience peuvent être utilisés pour lutter contre les feux. Nommer un exempled'appareils utilisés pour combattre le feu où ces deux propriétés du CO2 ont été exploitées.

R4. Durant le feu, la combustion est entretenue par le dioxygène dans l'air. Quand le dioxyde de carbone estutilisé pour combattre les feux, il forme une "couverture" de gaz autour des substances qui brûlent car ilest plus dense que le dioxygène. Ainsi, le dioxygène est empêché d'atteindre le feu. Le dioxyde decarbone en soi n'entretient pas la combustion. Le dioxyde de carbone est utilisé dans les extincteurs defeux.




REACTION DU CARBONE AVEC LE DIOXYGENE


1. ProduitsTous les produits nécessaires sont répertoriés dans le manuel d'instruction. L'eau de robinet est aussinécessaire.

2. MatérielTout le matériel requis peut être trouvé dans les Kits RADMASTE de Base ou Avancé de Microchimie.

3. AstucesLes solutions de peroxyde d'hydrogène (H

2O

2(aq)) se décomposent facilement. Il est dès lors recommandé

d'utiliser une solution fraîche de H2O

2(aq) à 10%, chaque fois que l'expérience est faite, sinon les résultats

pourraient être différents de ceux qui sont décrits dans les réponses modèles.

Les solutions d'eau de chaux absorbent le dioxyde de carbone de l'air pour former du carbonate de calcium.

Ca(OH)2(aq) + CO2(g) →→→→→ CaCO3(s) + H2O(l)

Pour cette raison, il est nécesaire d'utiliser de l'eau de chaux fraîche dans le godet F6. Si vous trouvez que l'eau dechaux prend longtemps pour devenir troube pendant que vous brûlez le carbone, la solution devra être remplacée.

L'intérieur du tube de verre devra être humidifié à l'aide de la laine de coton, en vue de faire adhérer la poudre decarbone au tube. Si le tube est sec à l'intérieur, le dioxygène produit dans le godet F1 pourrait entraîner le carbone aupassage dans le tube de verre vers le godet F6.

Le H2O

2(aq) doit être lentement ajouté au dioxyde de manganèse (MnO

2(s)) dans le godet F1, car le passage

vigoureux du dioxygène pourrait faire que la solution saute à travers le tuyau en silicone vers le tube de verre. Au débutde l'expérience, le carbone devrait être chauffé seulement quand une production continue de bulles (de dioxygène) estobservée dans l'eau de chaux du godet F6. Pendant l'étape de chauffage, un courant de bulles devrait être maintenudans le godet F6. Aussitôt que les bulles cessent, plus de H

2O

2(aq) devrait être ajouté au MnO

2(s) pour produire

davantage de dioxygène. (L'addition de petits lots de 0,2 ml de H2O

2(aq) fonctionne bien.)

Quand vous chauffez le carbone, ne bougez pas le microbrûleur d'un côté à l'autre. Si la flamme est tenue directementsous le carbone dans le tube, la température de réaction requise sera atteint plus rapidement et l'eau de chauxdeviendra trouble endéans un temps court. Le carbone ne "brûle" pas comme il le fait quand l'expérience est effectuéeà grande échelle. En d'autres mots, il ne rougit pas d'incandescence et ne prend pas feu. Cependant, la même réactiontelle que celle observée à grande échelle se produit. La réaction est de loin plus lente et comme résultat, le carbone nes'échauffe pas suffisamment pour devenir incandescent.

Le carbone est chauffé davantage après que l'eau de chaux soit devenue troube, celà pour montrer que, quand oncontinue le chauffage, la quantité de carbone diminue.


Le peroxyde d'hydrogène est corrosif. Si du H2O2(aq) est versé sur la peau, l'endroit affecté doit êtreimmédiatement lavé avec une bonne quantité d'eau.

Ne jamais pointer une micropipette ou une seringue contenant H2O2(aq) vers le haut.

Un petit moment d'inattention peut être cause d'un accident grave. Si du peroxyde d'hydrogène est jeté dansl'oeil, rincer immédiatement l'oeil avec de l'eau courante.

Ne permettez à personne d'approcher une flamme du comboplate® ou du tube collecteur de gaz. Ils sont faitsen plastique et fondraient.


L'alcool méthylique utilisé dans le microbrûleur est un poison. Ne pas inhaler la vapeur ou boire le liquide.






Q1. Décrire l'apparence de l'eau de chaux.R1. Elle est clair et incolore.

Q2. Décrire l'apparence de l'eau de chaux dans le godet F6 après environ 2 minutes.R2. L'eau de chaux est trouble.

Q3. Quelle différence y a -t-il entre la quantité de poudre de carbone ajoutée au début de l'expérience, et celle qui estrestée dans le tube après le chauffage?

R3. Il y a moins de poudre de carbone après le chauffage.

Q4. Selon vous, qu'est-ce qui est arrivé à la poudre de carbone dans le tube de verre pendant le chauffage?R4. Le carbone a réagi avec le dioxygène produit dans le godet F1 pour former un nouveau produit.

Q5. Qu'est ce qui a causé le changement d'apparence de l'eau de chaux?R5. Le produit formé quand le carbone brûle en présence de dioxygène est le dioxyde de carbone gazeux

(gaz carbonique). On le sait par ce que les bulles de gaz qui se sont formées dans le godet F6 ont faitque l'eau de chaux devienne laiteuse.

Q6. Comment savez-vous que les bulles de gaz qui ont fait changé l'eau de chaux n'étaient pas des bulles d'oxygèneformées dans le godet F1?

R6. Seul le dioxyde de carbone fait que l'eau de chaux devienne laiteuse. Celà représente le test positif deprésence de dioxyde de carbone. (Le test de dioxygène consiste à placer une bûchette incandescentedans le gaz et voir si la bûchette s'enflamme. Si elle s'enflamme, c'est que le gaz inconnu est dudioxygène.)

Q7. Ecrire une équation avec des mots pour la combustion du carbone en présence de dioxygène.R7. dioxygène + carbone → → → → → dioxyde de carbone

Q8. Ecrire une équation-bilan équilibrée pour la combustion du carbone en présence de dioxygène.R8. O2(g) + C(s) →→→→→ CO2(g)



MICROCHIMIECHAPITRE II



REACTION DU CUIVRE AVEC LE DIOXYGENE


1. ProduitsTous les produits nécessaires sont répertoriés dans le manuel d'instruction. De l'eau de robinet est nécessaire.


3. AstucesLes solutions de peroxyde d'hydrogène (H2O2(aq)) se décomposent facilement. Il est dès lors recommandéd'utiliser une solution fraîche de H2O2(aq) à 10%, chaque fois que l'expérience est faite. Si celà n'est paspossible, l'enseignant devrait essayer l'expérience avant de l'introduire aux étudiants, en vue de déterminer siplus de 0,5 ml de H2O2(aq) est requis à l'étape 6. Il pourrait être nécessaire d'obtenir une solution fraîche deperoxyde d'hydrogène si le taux de production de dioxygène est trop peu élevé.

Utiliser le bout étroit d'une microspatule en plastique pour introduire seulement une petite quantité de poudre de cuivredans le tube de verre. Ne remplissez pas trop la microspatule.

Quand vous chauffez le cuivre, ne bougez pas le microbrûleur d'un côté à l'autre. Rassurez-vous que les couvercles sontbien placés sur les godets qu'il faut, autrement le H2O2(aq) pourrait être forcé à travers le tube de verre et l'expériencedevra être recommencée.

Si le taux auquel les bulles d'oxygène apparaissent dans l'eau du godet est peu élevé, plus de 0,5 ml de H2O2(aq) estnécessaire. Cependant, la seringue ne devrait pas être retirée de l'entrée de la seringue du couvercle 1, à moinsque les bulles de dioxygène ne soient plus détectées dans le godet F1, car celà provoquerait une succion del'eau dans le tube de verre. Quand les bulles arrêtent, la seringue peut être retirée et remplie encore une fois pourrépéter l'expérience.


Le peroxyde d'hydrogène est corrosif. Si du H2O2(aq) est versé sur la peau, l'endroit affecté doit êtreimmédiatement lavé avec une bonne quantité d'eau. Ne jamais pointer une micropipette ou une seringuecontenant du H2O2(aq) vers le haut. Un petit moment d'inattention peut être cause d'un accident grave. Si duperoxyde d'hydrogène est jeté dans l'oeil, rincer immédiatement l'oeil avec de l'eau courante.




5. Réponses Modèles aux Questions du ManuelIl est recommandé que les apprenants écrivent toutes les questions et les réponses dans leur manueld'instruction. Si celà est fait, alors les réponses aux questions ne doivent pas être sous forme de phrasescomplètes. Si les apprenants ne notent pas les questions dans leur manuel, alors les réponses doivent êtresous forme de phrases complètes. Noter que certaines questions peuvent être seulement répondues par lesapprenants dans les classes supérieures. Les équations données sous forme de mots peuvent être écrites à laplace des équations chimiques là où c'est requis.

Q1. Décrire l'apparence de la poudre de cuivre.R1. Elle a une couleur rouge-brunâtre.

Q2. Que se passe-t-il quand une solution de peroxyde d'hydrogène à 10% est ajoutée au godet F6?R2. Des bulles sont produites pendant que le peroxyde d'hydrogène est décomposé en dioxygène et de

l'eau.

Q3. Pourquoi est-il nécessaire d'attendre que les premières bulles apparaissent avant de chauffer le tube de verre?R3. Celà sert à purger l'air qui se trouve dans le tube de verre. Celà permet d'observer l'effet du dioxygène

seul sur la poudre de cuivre.




Q4. Qu'arrive-t-il à la poudre de cuivre pendant le chauffage?Décrire tout autre changement ayant lieu dans le tube de verre.

R4. La poudre change de couleur. Aucun autre changement n'est constaté.

Q5. A partir de vos observations sur la poudre se trouvant dans le tube de verre, diriez-vous qu'une réaction chimique aeu lieu? Expliquer votre réponse.

R5. Oui. La poudre de cuivre change de couleur lorsqu'elle est chauffée en présence de dioxygène. Quandle chauffage cesse, la couleur noire reste.

Q6. Quel produit est formé quand le cuivre est brûlé en présence de dioxygène?R6. L'oxyde de cuivre ou oxyde de cuivre(II).

Q7. Ecrire une équation avec des mots décrivant la combustion du cuivre en présence de dioxygène.R7. cuivre(s) + dioxygène(g) →→→→→ oxyde de cuivre(II) (s)

Q8. Ecrire une équation-bilan équilibrée pour la combustion du cuivre en présence de dioxygène.R8. 2Cu(s) + O2(g) →→→→→ 2CuO(s)

Q9. Comment pouvez-vous prouver que le produit formé dans cette expérience est réellement de l'oxyde de cuivre(II)?Suggérer un montage expérimental pour effectuer cette expérience.

R9. La poudre d'oxyde de cuivre(II) est noire. Le produit dans cette expérience est également noire. Quandde l'oxyde de cuivre(II) est chauffé en présence de dihydrogène (avec le même protocole expérimentalqu'auparavant), alors la réaction suivante a lieu:

CuO(s) + H2(g) →→→→→ Cu(s) + H2O(lllll)La couleur de la poudre tourne au brun-rougeâtre et les vapeurs d'eau condensent davantage le long dutube de verre. La présence de cette eau pourrait être confirmée en la testant avec du sulfate de cuivreanhydre blanc qui devrait tourner au bleu quand il est hydraté.Si la substance noire produite ici réagissait avec le dihydrogène, comme ci-haut mentioné, etconnaîtrait le même changement de couleur comme ça a été le cas pour la poudre d'oxyde de cuivre(II),et qu'il y aurait également production d'eau, alors il serait évident que cette substance noire estvraisemblablement de l'oxyde de cuivre(II).




LA REACTION DU SOUFRE AVEC LE DIOXYGENE


1. ProduitsTous les produits nécessaires sont répertoriés dans le manuel d'instructions. De l'eau de robinet est nécessaire.


3. AstucesLes solutions de peroxyde d'hydrogène (H2O2(aq)) se décomposent facilement. Il est dès lors recommandéd'utiliser une solution fraîche de H2O2(aq) à 10%, chaque fois que l'expérience est faite, autrement les résultatspourraient être différents de ceux qui sont décrits dans les réponses modèles.

Le H2O2(aq) doit être ajouté lentement au dioxyde de manganèse (MnO2(s)) dans le godet F1, car un dégagementvigoureux du dioxygène pourrait forcer la solution à sauter à travers le tuyau en silicone vers le tube de verre. Au début del'expérience, le soufre devrait être chauffé seulement lorsqu'une production continue de bulles (dioxygène) est observéedans l'eau du godet F6. Pendant la période de chauffage, un courant de bulles doit être maintenus dans le godet F6. Dusoufre brûle dans l'air en donnant une flamme bleue; vous devez vous assurer que le dioxygène passe par le soufrependant le chauffage, autrement aucune flamme bleue ne sera observée. Aussitôt que les bulles cessent, le H2O2(aq)doit être ajouté au MnO2(s) pour produire plus de dioxygène. (L'addition de petits lots de 0,2 ml de H2O2(aq) fonctionnebien.)

Quelquefois, les vapeurs de soufre qui se forment dans le tube s'enflamment. Une flamme bleue va se produire à travers letube avec un bruit sonore faisant "pop" (un peu comme l'éclair!).

Quand vous chauffez le soufre, ne bougez pas le microbrûleur d'un côté à l'autre. Si la flamme est tenue directement sousle soufre dans le tube, la température requise pour la réaction sera atteinte plus vite et la solution d'indicateur du godetF6 changera de couleur en peu de temps.


Le peroxyde d'hydrogène est corrosif. Si du H2O2(aq) est versé sur la peau, l'endroit affecté doit êtreimmédiatement lavé avec une bonne quantité d'eau. Ne jamais pointer une micropipette ou une seringuecontenant du H2O2(aq) vers le haut. Un petit moment d'inattention peut être cause d'un accident grave. Si duperoxyde d'hydrogène est jeté dans l'oeil, rincer immédiatement l'oeil avec de l'eau courante.




Les fumées de dioxyde de soufre constituent un poison et provoquent un choc. Rassurez-vous que lesétudiants n'inhalent pas les vapeurs directement.


Q1. Ecrire la couleur de l'indicateur dans l'eau de robinet. Décrire l'eau comme acide, une base ou produit neutre.R1. L'indicateur est vert. L'eau de robinet est neutre.

Q2. Qu'observez-vous dans le tube de verre pendant que vous chauffez le soufre?R2. La poudre jaune a changé en un liquide jaune. Le liquide jaune devient alors d'une couleur rouge-

orange. Finalement, tout le liquide disparrait et une vapeur jaune-blanche se déplace à travers le tube.Le soufre brûle avec une flamme bleue.




Q3. Décrire l'odeur provenant de l'ouverture dans le godet F6.R3. Une forte odeur qui choque.

Q4. Quelle est la couleur de la solution d'indicateur dans le godet F6 après l'expérience?R4. Rouge/rose.

Q5. Pourquoi l'indicateur change-t-il de couleur?R5. Le produit gazeux s'est dissout dans l'eau, rendant celle-ci acidique. L'indicateur est devenu rouge,

puisque c'est ça la couleur de l'indicateur dans une solution acide.

Q6. Ecrire une équation avec des mots pour la combustion du soufre en présence de dioxygène.R6. dioxygène(g) + soufre(s) →→→→→ dioxyde de soufre(g)

Q7. Quelques combustibles, comme le charbon, contiennent du soufre comme impureté. Quand ces combustiblesbrûlent, elles forment du dioxyde de soufre. En utilisant les observations de l'expérience précédente avecl'indicateur universel, expliquer comment le fait de brûler du soufre dans l'environnement peut contribuer auproblème des pluies acides.

R7. Quand du dioxyde de soufre formé dans la réaction ci-dessus mentionée se dissout dans l'eau du godetF6, l'eau devient acide. De la même manière, le dioxyde de soufre provenant de la combustion dusoufre dans l'environnement peut se dissoudre dans la pluie qui tombe pour former un acide. Cette"pluie acide" a des effets nuisibles sur la vie des plantes et des animaux.




REACTION DU MAGNESIUM AVEC LE DIOXYGENE




3. AstucesLes solutions de peroxyde d'hydrogène (H2O2(aq)) se décomposent facilement. Il est dès lors recommandéd'utiliser une solution fraîche de H2O2(aq) à 10%, chaque fois que l'expérience est faite, autrement les résultatspourraient être différents de ceux qui sont décrits dans les réponses modèles.

Le H2O2(aq) doit être ajouté lentement au dioxyde de manganèse (MnO2(s)) dans le godet F1, car un dégagementvigoureux du dioxygène pourrait forcer la solution à sauter à travers le tuyau en silicone vers le tube de verre. Pendant lapériode de chauffage, un courant de bulles doit être maintenus dans le godet F6. Aussitôt que les bulles cessent, plus deH2O2(aq) doit être ajouté au MnO2(s) pour produire plus de dioxygène. (L'addition de petits lots de 0,2 ml de H2O2(aq)fonctionne bien.)

Quand vous chauffez le magnésium, ne bougez pas le microbrûleur d'un côté à l'autre. Si la flamme est tenue directementsous le magnésium dans le tube, la température requise pour la réaction sera atteinte plus vite et la brillante lumièreblanche se fera voir en un temps relativement court.

La brillante flamme blanche qui est produite lorsque le magnésium brûle n'est pas aveuglante, comme dans le cas decette même expérience dans sa version à grande échelle. Ainsi, les étudiants peuvent observer le contenu du tube deverre sans être obligés de regarder à côté.

Quand l'oxyde de magnésium solide est mélangé à de l'eau, il ne se dissout pas immédiatement. Pour cette raison, lasolution d'indicateur universel a l'apparence verte quand elle est juste ajoutée au godet E3. Le MgO(s) se dissoutlentement dans l'eau, faisant que l'indicateur tourne aux couleurs pourpre ou violette au fur et à mesure que l'hydroxyde demagnésium basique est formée.

MgO(s) + H2O(lllll) →→→→→ Mg(OH)2(aq)


Le peroxyde d'hydrogène est corrosif. Si du H2O2(aq) est versé sur la peau, l'endroit affecté doit êtreimmédiatement lavé avec une bonne quantité d'eau. Ne jamais pointer une micropipette ou une seringuecontenant du H2O2(aq) vers le haut. Un petit moment d'inattention peut être cause d'un accident grave. Si duperoxyde d'hydrogène est jeté dans l'oeil, rincer immédiatement l'oeil avec beaucoup d'eau.





Q1. Décrire l'apparence de la poudre de magnésium.R1. Elle est de couleur argent-grisâtre.




Q2. Qu'avez-vous observé dans le tube de verre pendant le chauffage du magnésium en présence de dioxygène?R2. La poudre de couleur argent-grisâtre commence à devenir sombre. Et puis la poudre s'enflamme. La

flamme était brillante et de couleur blanche. Pendant que le chauffage continue, des étincellesblanches sont produites. Un nuage blanc se forme dans le tube. (Celà pourrait ne pas être facilementdétecté car le nuage se dépose rapidement sous forme de solide blanc sur le verre.)

Q3. Que voyez-vous à l'intérieur du tube de verre après le chauffage? (Note: il est courant de voir un résidu noir seformer au fond du tube de verre là où le microbrûleur était tenu, mais celà ne fait pas parti du produit.)

R3. Il y a une poudre blanche dans le tube de verre là où le magnésium était initialement déposé. La paroidu tube de verre abritant la poudre contient un dépôt solide et blanc, ce qui fait qu'elle apparaîtnuageuse.

Q4. Quelle est la couleur de la solution d'indicateur universel dans le godet E3?R4. Verte.

Q5. Quelle est la couleur de la solution d'indicateur dans le godet E3 après environ 5 minutes?R5. Pourpre ou violette.

Q6. Est-ce que la solution du produit est acide ou basique?R6. Basique.

Q7. Quel produit est-t-il formé quand le magnésium brûle en présence de dioxygène?R7. Oxyde de magnésium.

Q8. Pourquoi est-ce que l'indicateur change de couleur dans le godet E3?R8. Le produit solide s'est lentement dissout dans l'eau, rendant celle-ci basique. L'indicateur tourne au

pourpre, puisque c'est ça la couleur de l'indicateur dans une solution basique.

Q9. Ecrire une équation avec des mots pour la combustion du magnésium en présence de dioxygène.R9. Dioxygène(g) + Magnésium(s) →→→→→ Oxyde de magnésium(s)

Q10. Ecrire une équation-bilan équilibrée pour la combustion du magnésium en présence de dioxygène.R10. O2(g) + 2Mg(s) →→→→→ 2MgO(s)




DECOMPOSITION DU CARBONATE DE CUIVRE


1. ProduitsTous les produits nécessaires sont répertoriés dans le manuel d'instructions. Pour le test de l'étape 2, la plupartdes acides de diverses concentrations peuvent être utilisés. Cependant, le carbonate de cuivre(II), ne réagit pasavec l'acide chlorhydrique dilué. Mais il réagit avec l'acide sulfurique dilué.

2. MatérielTout le matériel requis peut être trouvé dans le Kit RADMASTE Avancé de Microchimie.

3. AstucesLe carbonate de cuivre se décompose à de hautes températures. Il est dès lors important de se concentrer surle chauffage du carbonate de cuivre et éviter de chauffer et fondre le tuyau en silicone.

Quand on chauffe le cabonate de cuivre(II), du dioxyde de carbone est produit et celà a tendance à forcer le carbonate decuivre(II) dans le tuyau en silicone. C'est pourquoi il vous est conseillé de laisser de l'espace au dessus du solide, en vuede permettre au gaz produit de se déplacer à travers l'espace créé, les godets, et le tuyau en silicone. On s'assureraitque l'espace est disponible en tapotant régulièrement le tube de verre contenant le carbonate de cuivre(II).

Les quelques premières bulles provenant du godet F4 ne sont pas encore du dioxyde de carbone. Elles contiennent del'air, qui est dans le tuyau de silicone tout comme dans le tube de verre.

Quand le chauffage est complété/interrompu, l'eau de chaux claire du godet F4 se déplace à travers le tuyau de silicone,tandis que le tube de fusion se contracte au refroidissement. Pendant ce moment, l'eau de chaux absorbe le dioxyde decarbone dans le tube, réduisant ainsi davantage le volume de gaz. L'eau de chaux se déplace vers le haut et absorbeencore plus de dioxyde de carbone. Si le tuyau en silicone n'est pas déconnecté du tube de verre au bon moment, l'eaude chaux pourrait éventuellement se déplacer à travers le tube de verre. Celui-ci pourrait se casser s'il est toujours chauden ce moment.

Quand le tuyau en silicone est déconnecté, l'eau de chaux est aspirée vers le godet F4. On peut ainsi facilement voirqu'elle est devenue laiteuse.


L'acide sulfurique est corrosif. Si de l'acide est versé sur la peau, l'endroit affecté doit être immédiatementlavé avec une bonne quantité d'eau. Les brûlures sévères doivent recevoir un traitement médical.

Ne jamais pointer une micropipette ou une seringue contenant un acide vers le haut. Un petit momentd'inattention peut être cause d'un accident grave. Si un acide quelconque est jeté dans l'oeil, rincerimmédiatement l'oeil avec beaucoup d'eau. Après avoir soigneusement rincé l'oeil, vous pouvez le traiteravec une solution diluée d'hydrogénocarbonate de sodium (utilisé dans les pâtisseries). Cette substance aideraà neutraliser l'acide dans l'oeil. Le patient devra être urgemment envoyé chez un médecin spécialiste sipossible.



Q1. Quelle est la couleur du CuCO3(s)?R1. Vert pâle.

Q2. Que se passe-t-il dans le godet A1? Expliquer votre observation.R2. Il y a un dégazage, ce qui suggère qu'un gaz est produit. Un solide jaune-verdâtre reste.

Q3. Qu'observez-vous dans le godet F4?R3. Des bulles sont produites.




Q4. De quelle couleur est le solide qui reste dans le tube de fusion?R4. Noire.

Q5. Que se passe-t-il dans le godet F4?R5. L'eau de chaux devient nuageux, quand le liquide retourne dans le godet.

Q6. Qu'est ce qui soutient votre observation dans le godet F4?R6. Le dioxyde de carbone rend l'eau de chaux laiteuse (celà constitue un test d'identification du dioxyde

de carbone).

Q7. Que se passe-t-il dans le godet A2?R7. Rien ne se passe.

Q8. Quel est le nom du solide qui reste dans le tube de fusion après le chauffage ?R8. Oxyde de cuivre(II).

Q9. Expliquer pourquoi votre observation dans Q7 est différente de votre observation dans Q2.R9. Dans Q2, l'acide sulfurique a réagi avec le carbonate de cuivre(II) pour former du dioxyde de carbone

gazeux comme l'un des produits, qui a été généré. Dans Q7, aucun gaz n'a été généré. Le carbonate decuivre s'est décomposé suite au chauffage: le dioxyde de carbone a été généré pendant le chauffage.La couleur noire du résidû suggère qu'il s'agit de l'oxyde de cuivre. Celui-ci ne réagit pas avec l'acide.

Q10. Ecrire une équation avec des mots pour la réaction qui a eu lieu dans cette expérience. Ecrire la couleur sous lenom de chaque substance.

R10. carbonate de cuivre(II)(s) →→→→→ oxyde de cuivre(II)(s) + dioxyde de carbone(g)vert pâle noir incolore

Q11. Ecrire une équation chimique avec des formules pour la réaction dans Q10 ci-dessus.R11. CuCO3(s) →→→→→ CuO(s) + CO2(g)




DECOMPOSITION DU CARBONATE D'AMMONIUM


1. ProduitsTous les produits nécessaires sont répertoriés dans le manuel d'instructions. N'importe quel indicateur dont lagamme de pH est connue peut être utilisé dans cette expérience.


3. AstucesOn pourrait demander aux étudiants de sentir l'odeur du carbonate d'ammonium dans le récipient. On doit faireattention quand l'on sent le carbonate d'ammonium de sorte que les vapeurs ne sont pas inhalées en grandequantité. On peut sentir en bougeant une main au dessus d'un récipient ouvert et dans la direction du nez.L'odeur peut être discutée à la fin de l'expérience, ou même un peu plus tard. C'est l'odeur de l'ammoniac. Ilsent car le carbonate d'ammonium se décompose en ammoniac et en dioxyde de carbone, même à des bassestempératures. On demandera aux étudiants de se souvenir de l'odeur en vue de pouvoir identifier l'ammoniac.

Quand vous chauffez le carbonate d'ammonium dans le tube de fusion, essayez de chauffer à partir du fond du tube. Lechauffage du tube près de l'ouverture pourrait fondre le tube en silicone et/ou les bras du microsupport dans lesquels letuyau en silicone est monté.

Quand le chauffage est terminé et/ou arrêté, l'eau du godet F4 tend à monter dans le tuyau en silicone. Ne permettez pasà l'eau d'aller dans le tube de fusion, car celui-ci pourrait se casser s'il est encore chaud.


L'ammoniac, produit à partir de la décomposition du carbonate d'ammonium, est un gaz toxique. Evitez d'eninhaler de grandes quantités de vapeurs. Rassurez-vous que l'expérience est effectuée dans un endroit bienventilé.



Q1. De quelle couleur est l'indicateur universel avant de l'ajouter à l'eau?R1. Orange.

Q2. De quelle couleur est l' indicateur universel après l'avoir ajouté à l'eau ?R2. Verte.

Q3. Que se passe t-il dans le godet F4 quand le chauffage continue?R3. Des bulles peuvent être observées.

Q4. Que se passe t-il dans le tube de fusion quand le chauffage continue?R4. Des bulles et un liquide dans le tube de fusion, qui suggèrent qu'un gaz et de l'eau ont été formés.

Q5. Quelle est la couleur du mélange dans le godet F4?R5. Pourpre.

Q6. Est-ce que le mélange du godet F4 est acide ou basique après le chauffage?R6. Basique.

Q7. Pourquoi est-ce que le mélange du godet F4 tourne au basique?R7. Le gaz qui a fait des bulles dedans est basique.




Q8. Que sent-on?R8. Ammoniac.

Q9. Qu'est ce qui reste dans le tube de fusion?R9. Rien ne reste dans le tube de fusion.

Q10. Ecrire une équation avec formules pour la réaction de cette expérience.R10. (NH4)2CO3(s) →→→→→ 2NH3(g) + CO2(g) + H2O(lllll)




REDUCTION DE L'OXYDE DE CUIVRE(II)


1. ProduitsTous les produits requis sont répertoriés dans le manuel d'instructions. On a besoin d'eau de robinet. Noter quedans les versions antérieures des manuels, on faisait réagir des bobines de zinc ou de fer galvanisés avec del'acide chlorhydrique. La bobine a éte remplacée par de la poudre de zinc.

2. MatérielTout l'équipement requis peut être trouvé dans le Kit de Base ou le Kit Avancé de Microchimie du CentreRADMASTE.

3. AstucesRassurez-vous que le tube de verre contenant l'oxyde de cuivre (CuO(s)) est tenu horizontalement quand onconnecte aux tuyaux de silicone. Si le tube de verre est penché, le CuO(s) va descendre dans les godets F1 ouF6, et il sera alors nécessaire de refaire l'expérience.

Ajouter lentement le HCl(aq) 5.5M au zinc dans le godet F1, autrement un intense dégagement de bulles dans F1pourrait forcer la solution de monter vers le tuyau en silicone et le CuO(s) dans le tube de verre. Rassurez-vous que lescouvercles sont bien placés sur les godets F1 et F6 pour éviter une fuite d'acide et de dihydrogène du godet F1.

Ne bougez pas trop le microbrûleur quand vous chauffez. Le fait de garder la flamme au même endroit permet à la poudrede CuO d'atteindre la température de réaction voulue assez rapidement. Pour la même raison, il n'est pas nécessaired'utiliser une grande quantité de poudre dans le tube de verre. Aussitôt que le tube de verre a refroidi, démonter le tout etlaver soigneusement la plaque à godets avec de l'eau.

La majeure partie du cuivre qui a collé aux parois du tube de verre peut être enlevée avec une bûchette, une allumette ouun morceau de fil métallique. Des dépots difficiles à enlever dans le tube de verre, pourraient l'être en utilisant de l'acidechlorhydrique ou de l'acide nitrique concentrés. Si le cuivre a réagi avec le verre de telle manière qu'il ne peut pas êtreenlevé, le tube devra être remplacé.


L'acide chlorhydrique est corrosif. Si un acide quelconque est mis en contact avec la peau, rincerimmédiatement la zone affectée avec une grande quantité d'eau. Les brûlures importantes doivent êtretraitées dans un centre médical.

Ne jamais pointer une micropipette ou une seringue contenant un acide ou une base vers le haut. Un petitmoment d'inattention peut être cause d'un accident grave. Si un acide ou une base quelconque est jeté(e)dans l'oeil, rincer immédiatement l'oeil avec beaucoup d'eau. Après avoir soigneusement rincé l'oeil, vouspouvez le traiter avec une solution diluée d'hydrogénocarbonate de sodium ( utilisé dans les pâtisseries), dansle cas d'un acide, ou dans le cas d'une base, avec une solution diluée d'acide borique. Ces substancesaideront à neutraliser l'acide ou la base dans l'oeil. Dans tous les cas, le patient devra être urgemment envoyéchez un médecin spécialiste si possible.

Ne permettez à personne d'approcher une flamme de l'ouverture du godet F1. Le dihydrogène gazeux générédans le godet F1 est fortement explosif. Rassurez-vous que la plaque à godets est écartée de toute source deflamme après que le cuivre s'est formé.

Ne permettez jamais aux apprenants de jouer avec les allumettes. Traiter toute brûlure avec de l'eau courantefroide ou avec de la glace, et demander de l'assistance médicale en cas de nécessité.

L'alcool méthylique utilisé dans le microbrûleur est un poison. Ne pas en inhaler les vapeurs ou le boire.


Q1. Que se passe-t-il lorsque l'on introduit du HCl(aq) 5.5 M dans le godet F1?R1. On peut voir des bulles dans la solution.




Q2. Pourquoi est-il nécessaire d'attendre l'apparition des premières bulles avant de chauffer le tube de verre?R2. Afin de s'assurer que la totalité de l'air a été purgé du système.

Q3. Qu'est-il arrivé au CuO(s)?R3. Le solide de couleur noire (l'oxyde de cuivre CuO(s)) a viré au brun.

Q4. Décrire tout autre changement survenu dans le tube de verre.R4. On observe un peu de liquide incolore près du tuyau de silicone raccordé au couvercle 2 du godet F6.

Q5. D'après vos observations faites sur le solide dans le tube, peut-on dire qu'une réaction chimique a eu lieu?Expliquer votre réponse.

R5. Oui, car le solide noir est devenu brun.

Q6. Que peuvent être les produits de cette réaction?R6. Le solide brun peut être du cuivre. Un peu de liquide incolore s'est formé dans la partie la plus froide du

tube. Ca pourrait être de l'eau.

Q7. Ecrire l'équation-bilan de la réaction chimique qui a donné lieu à la formation de dihydrogène à partir du Zn(s) et duHCl(aq).

R7. Zn(s) + 2HClllll(aq) →→→→→ ZnClllll2(aq) + H2(g)

Q8. Comment vérifier que du dihydrogène gazeux (H2(g)) a bien été produit?R8. En piégeant le gaz qui s'échappe et en le brûlant à l'air. Si ce gaz est du dihydrogène, on entendra alors

une petite explosion caractéristique.

Q9. Ecrire l'équation-bilan de la réaction de l'oxyde de cuivre (CuO(s)) qui selon vous a eu lieu.R9. CuO(s) + H2(g) →→→→→ Cu(s) + H2O(lllll)

Q10. Suggérer comment on peut démontrer que l'eau est un produit de la réaction.R10. Pour vérifier que de l'eau a été produite, on devra d'abord écarter l'éventualité de la présence d'eau

dans le dihydrogène généré par le mélange Zn/HClllll. Pour celà, on devra sécher le dihydrogène en lefaisant barboter dans de l'acide sulfurique. Le dihydrogène sec pourra alors être introduit par l'une desextrémités du tube contenant de l'oxyde de cuivre (CuO(s)).

Le sulfate de cuivre anhydre (CuSO4(s)) de couleur blanc gris, pourrait être ajouté à l'autre extrémité dutube. Toute eau produite par la réduction de l'oxyde de cuivre, CuO(s), en cuivre (Cu(s)) réagirait alorsavec ce sulfate de cuivre anhydre et formerait le sulfate de cuivre hydraté de couleur bleue bien connue(CuSO4.5H2O(s)).




TITRAGE ACIDE/BASE-UNE INTRODUCTION


1. ProduitsTous les produits nécessaires sont répertoriés dans le manuel d'instruction. De l'eau de robinet est aussinécessaire.

2. MatérielLa plupart du matériel requis peut être trouvé dans les Kits RADMASTE de Base ou Avancé de Microchimie.

3. AstucesLes acides requis pour cette expérience sont l'acide chlorhydrique 0.10 M et l'acide sulfurique 0.10 M. L'acidechlorhydrique (HCl) est un acide monoprotique et l'acide sulfurique (H2SO4) est diprotique. Les étudiants doiventdéduire celà de leurs résultats. Il est dès lors suggéré que l'enseignant transvase le HCl(aq) 0.1 M dans uneautre bouteille étiquetée Acide A 0.1 M, et le H2SO4(aq) 0.1 M dans une bouteille étiquetée Acide B 0.1 M.Alternativement, les étiquettes figurant déjà sur les bouteilles peuvent être remplacées avec de nouvellesétiquettes marquées "Acide A" et "Acide B" respectivement.

Le bout effilé d'une microspatule en plastique doit être utilisé pour mélanger les solutions pendant les titrages. Celàpermettra de déterminer le point de virage de manière plus exacte, autrement plus de gouttes d'hydroxyde de sodium(NaOH(aq)) que celles nécessaires seront ajoutées à l'acide, avant que l'indicateur ne change de couleur. Rassurez-vousque la microspatule est bien nettoyée avant d'agiter la prochaine solution.


L'acide chlorhydrique et l'acide sulfurique sont corrosifs. Si de l'acide est versé sur la peau, l'endroitaffecté doit être immédiatement lavé avec une bonne quantité d'eau. Les brûlures sévères doivent recevoirun traitement médical.

L'hydroxyde de sodium est une base corrosive et si elle est jetée sur la peau, on rincera l'endroit affectéavec de l'eau.

Ne jamais pointer une micropipette ou une seringue contenant un acide ou une base vers le haut. Un petitmoment d'inattention peut être cause d'un accident grave. Si un acide ou une base quelconque est jeté(e)dans l'oeil, rincer immédiatement l'oeil avec beaucoup d'eau. Après avoir soigneusement rincé l'oeil, vouspouvez le traiter avec une solution diluée d'hydrogénocarbonate de sodium (utilisé dans les pâtisseries), dansle cas d'un acide, ou dans le cas d'une base, avec une solution diluée d'acide borique. Ces substancesaideront à neutraliser l'acide ou la base dans l'oeil. Dans tous les cas, le patient devra être urgemment envoyéchez un médecin spécialiste si possible.


Q1. Noter la couleur de la solution dans le godet A1.R1. Jaune/Orange.

Q2. Noter la couleur de la solution dans le godet A2.R2. Rouge.

Q3. Préparer un tableau ressemblant au Tableau 1 ci-dessous, et enregistrer le nombre de gouttes.R3. TABLEAU 1.

ésilituedicA settuogederbmoNAedicA'led

settuogederbmoNHOaNed

erbmonenneyoMHOaNsettuoged

A555

555

5




Q4. Préparer un tableau ressemblant au Tableau 2 ci-dessous, et enregistrer le nombre de gouttes.R4. TABLEAU 2.

Q5. Quel est le rapport du volume de NaOH/acide A dans le titrage de l'acide A 0.10 M?R5. 1:1.

Q6. Quel est le rapport du volume de NaOH/acide B dans le titrage de l'acide B 0.10 M ?R6. 2:1.

Q7. Comparer vos réponses aux questions 5 et 6 ci-dessus et expliquer les résultats.R7. Le volume de solution d'hydroxyde de sodium 0.10 M requis pour titrer l'acide B était le double de celui

qui était requis pour l'acide A. Etant donné que le volume et la concentration des deux acides sont lesmêmes, celà indique que chaque molécule de l'acide A est une source d'un ion hydrogène ou proton(monoprotique), tandis que chaque molécule de l'acide B est source des deux ions d'hydrogène ouprotons (diprotique). Des exemples de formules de deux acides comme ceux-là sont: HClllll et H2SO4.

ésilituedicA settuogederbmoNBedicA'led

ederbmoNHOaNedsettuog

erbmonenneyoMHOaNsettuoged

B555

010101

01




INFLUENCE DES ACIDES ET ALCALIS DILUES SUR LES INDICATEURS



2. MatérielTout le matériel requis peut être trouvé dans le Kit RADMASTE Avancé de Microchimie. Une feuille de papierblanc est requis pour y placer le comboplate® en vue d'observer plus clairement les couleurs de l'indicateur.

3. AstucesLes étudiants feront attention à ne pas jeter les acides ou les bases dans les autres godets, car celà feraitqu'on obtienne de faux changements de couleurs avec les solutions d'indicateurs et les papier-indicateursutilisés.


L'acide chlorhydrique et l'acide sulfurique sont corrosifs. Si de l'acide est versé sur la peau, l'endroit affectédoit être immédiatement lavé avec une bonne quantité d'eau. Les brûlures sévères doivent recevoir untraitement médical.

L'hydroxyde de sodium est une base corrosive et si elle est jetée sur la peau, on rincera l'endroit affecté avecde l'eau.



Q1. Préparer un tableau ressemblant à celui illustré ci-dessous.R1. Voir Tableau 1.

Q2. Compléter le tableau.R2. Tableau 1.

Q3. Qu'avez-vous vu se passer dans cette expérience?R3. Les indicateur changent de couleurs dans différentes solutions.

CHsnaD l )qa( HsnaD 2 OS 4 )qa( )qa(HOaNsnaD teniboreduaE'lsnaD

ruetacidni/rueluoClesrevinu eguor eguor uelb trev

-lyhtém/rueluoCegnaro eguor eguor enuaj-egnaro egnaro

reipaprueluoClesrevinuruetacidni eguor eguor uelb egnaro




Q4. Utiliser l'information sur le papier indicateur de pH pour classifier les substances comme "acides", "neutres" ou"alcalines".

R4. Acide: acide chlorhydrique et acide sulfuriqueNeutre: eau de robinetAlcaline: solution d'hydroxyde de sodium

Q5. Discuter dans votre groupe: Que signifie les mots "indicateur" et "indiquer" dans leur utilisation de tous les jours?Pensez à quelques exemples quotidiens où ces mots sont utilisés.

R5. Le mot "indiquer" veut dire "montrer": le clignoteur gauche de la voiture est allumé -celà montre qu'elleva tourner à gauche.

Q6. Discuter dans votre groupe: En se basant sur l'expérience que vous venez d'effectuer, formuler une définition pourun indicateur.Un indicateur est .........

R6. Un indicateur est ......... une substance chimique qui change de couleur, montrant que la substance aveclaquelle elle est en contact est acide, alcaline, ou neutre.




REACTION DE L'ACIDE SULFURIQUE AVEC DE L'OXYDE DE CUIVRE(II)




3. AstucesLe bout de la tige de verre doit être soigneusement chauffé dans la flamme du microbrûleur, en la passant àtravers une flamme un certain nombre de fois. La tige ne devrait pas être laissée dans la flamme pourlongtemps, car le bout serait tellement chaud que la solution du godet F1 se mettrait à bouillir. Celà pourraitrésulter en une perte de sulfate de cuivre dissout, car une certaine quantité de la solution serait expulsée dugodet.


L'acide sulfurique est corrosif. Si de l'acide est versé sur la peau, l'endroit affecté doit êtreimmédiatement lavé avec une bonne quantité d'eau. Les brûlures sévères doivent recevoir un traitementmédical.




Q1. Quelle est la couleur de l'oxyde de cuivre(II)?R1. Noire.

Q2. Que se passe-t-il dans le godet F1 après quelque temps?R2. La couleur de la solution vire au bleu.

Q3. Quels ions donnent ces couleurs à la solution?R3. Ions Cu2+.

Q4. Qu'observez-vous dans le godet F1 après avoir laissé le comboplate® pour la nuit?R4. Des cristaux bleus se forment.

Q5. Quelle est cette substance dans F1?R5. Des cristaux de sulfate de cuivre (CuSO4(s)).

(NB: En fait, c'est des cristaux de sulfate de cuivre pentahydrate, CuSO4.5H2O. Cependant, lesenseignants pourrait préférer un nom et une formule plus simples.)

Q6. L'autre produit de la réaction dans F1 s'est évaporé quand vous avez chauffé la solution et laissé le comboplate®

durant la nuit. Qu'est ce que celà pourrait bien être?R6. Eau.




Q7. Ecrire une équation avec des mots pour la réaction chimique qui a eu lieu.R7. Acide sulfurique + oxyde de cuivre(II) →→→→→ sulfate de cuivre + eau

Q8. Regarder le nom des cristaux qui se sont formés pendant cette réaction. Ça s'appelle du SEL. Ce sel était préparépar la réaction entre un acide et un oxyde de métal. Quelle partie du nom du sel provient de l'oxyde de métal?

R8. La partie "cuivre" du nom sulfate de cuivre.

Q9. Quelle partie du nom du sel provient de l'acide utilisé dans la réaction?R9. La partie "sulfate" du nom provient de l'acide sulfurique utilisé dans la réaction.

Q10. Quelle différence y aurait-il eu si vous aviez utilisé de l'acide chlorhydrique au lieu de l'acide sulfurique dans laréaction?

R10. Le sel formé serait du chorure de cuivre.




REACTION DES ACIDES AVEC L'HYDROXYDE DE SODIUM


1. ProduitsTous les produits nécessaires sont répertoriés dans le manuel d'instruction. De l'eau de robinet est aussinécessaire.

2. MatérielLa plupart du matériel requis peut être trouvé dans les Kits RADMASTE de Base ou Avancé de Microchimie.Une feuille de papier est requise, en vue d'y déposer le comboplate® pour mieux montrer les changements decouleurs.

3. AstucesLes étudiants doivent s'assurer qu'ils ne contaminent pas la solution d'acide sulfurique. La seringue devrait êtrerincée avec de l'eau de robinet et soigneusement séchée après que l'acide chlorhydrique a été ajouté au godetF3.

Il est essentiel d'ajouter la solution d'hydroxyde de sodium goutte à goutte aux étapes 8 et 9 du mode opératoire etd'agiter entre l'ajout des gouttes. Il est souvent observé que la solution d'acide dans le godet change seulement de couleurau point où la goutte d'hydroxyde de sodium a été ajoutée. Si la solution n'est pas agitée pour mélanger la solutiond'hydroxyde de sodium avec l'acide, l'étudiant pourrait ajouter beaucoup trop de gouttes de solution d'hydroxyde desodium aux godets F3 et F4, avant qu'il ne réalise que la solution du godet avait déjà changé de couleur.


L'acide chlorhydrique et l'acide sulfurique sont corrosifs. Si de l'acide est versé sur la peau, l'endroit affectédoit être immédiatement lavé avec une bonne quantité d'eau. Les brûlures sévères doivent recevoir untraitement médical.

L'hydroxyde de sodium est une base corrosive et si elle est jetée sur la peau, on rincera l'endroit affecté avecde l'eau.



Q1. Quelle substance chimique est-elle dans le godet F1?R1. Eau de robinet.

Q2. Quelle est la couleur de l' indicateur universel dans le godet F1?R2. Verte.

Q3. A l'aide d'un papier indicateur de pH, expliquer la signification de la couleur de la solution dans F1.R3. L'eau de robinet est neutre.

Q4. Ecrire le nom de la substance chimique, la couleur de l'indicateur universel, et la signification de la couleur dans legodet F2.

R4. Hydroxyde de sodium. Bleu. Solution alcaline.

Q5. Quelle était la couleur de l'indicateur dans l'acide sulfurique et l'acide chlorhydrique dilués des godets F3 et F4avant de commencer à ajouter la solution d'hydroxyde de sodium? Utiliser le papier indicateur de pH pour expliquerla signification de ces couleurs.

R5. Rouge. La solution est acide.




Q6. Que se passe-t-il quand vous ajoutez de l'hydroxyde de sodium aux solutions acides?R6. Les couleurs des godets F3 et F4 changent du rouge au vert.

Q7. Expliquer dans vos propres mots ce que celà signifie.R7. L'ajout d'une solution alcaline (hydroxyde de sodium) aux solutions acides (acide sulfurique et

chlorhydrique) neutralise la solution acide. Dans la réaction entre l'acide et l'alcali, un produit neutre estformé.

Q8. Une piqûre de guêpe injecte un produit chimique alcalin dans la peau. Quel produit chimique domestique pourrait-on utiliser pour contrer les douleurs causées par la piqûre de guêpe? Expliquer pourquoi.

R8. Un acide domestique comme le vinaigre ou le jus de citron devrait donner un peu de soulagement.L'acide neutralise l'alcali du dard de la guêpe.

Q9. Une solution de bicarbonate de sodium apporte quelque soulagement quand appliquée sur une piqûre d'abeille.Expliquer pourquoi c'est comme ça.

R9. Les dards d'abeilles injectent un acide dans la peau. Le bicarbonate de sodium forme une solutionalcaline dans l'eau qui peut neutraliser l'acide du dard de l'abeille.

Q10. Pourquoi est-ce que le "Lait de Magnésie" soulage l'indigestion?R10. L'indigestion a lieu des fois quand l'estomac produit des excès d'acide pendant le processus de

digestion. "Lait de Magnésie" est une solution alcaline et neutralisera l'excès de l'acide produit parl'estomac.


MICROCHIMIECHAPITRE III



REACTION DES METAUX DES GROUPES 1 ET 2 AVEC L'EAU


1. ProduitsTous les produits requis sont répertoriés dans le manuel. Dans la première partie les métaux potassium etsodium sont requis, tandis que dans la deuxième partie, les granules de calcium et rubans de magnésium sontrequis. Il vous faut aussi de l'eau de robinet.

2. MatérielLa plupart du matériel dont vous avez besoin peut être trouvé dans le Kit de Base ou dans le Kit Avancé deMicrochimie du Centre RADMASTE. Vous aurez besoin d'un couteau et d'un attache-tout dans la premièrepartie.

3. Astuces

Partie 1: La Réaction des Métaux du Groupe 1 - Sodium et Potassium - avec l'Eau.

Le potassium et le sodium forment des oxydes quand ils sont exposés à l'air. Pour cette raison, ces métauxsont conservés dans des bouteilles bien bouchées dans de la paraffine liquide. Utilisez un couteau ou un autreobjet convenable pour enlever des pièces de métal des bouteilles.

Même si les bouteilles sont conservées dans de la paraffine liquide, il pourrait toujours y avoir une coucheblanche d'oxyde autour de chaque pièce de métal. Cette couche protège partiellement le métal contre uneoxydation plus avancée et la réaction ne sera pas bien visible si la couche d'oxyde n'est pas enlevée. Maintenezle métal en une position à l'aide de l'attache-tout et enlevez la couche blanche d'oxyde à l'aide du couteau.

Essayez de garder les dimensions des pièces de sodium et de potassium aussi proches que possibles pourpouvoir bien comparer les vitesses de réaction de ces métaux avec l'eau.

Partie 2: La Réaction des Métaux du Groupe 2 - Magnésium et Calcium - avec l'Eau.

Les rubans de magnésium requis dans la 2 ème partie forment aussi une couche blanche d'oxyde quand ilssont exposés à l'air. Cette couche d'oxyde donnent à ces rubans une apparence terne, et les rubans doiventêtre frottés avec du papier de verre jusqu'à retrouver l'éclat, autrement il n'y aura pas de réaction.

Quand le calcium métal réagit avec de l'eau, un solide blanc, l'hydroxyde de calcium (Ca(OH)2(s)), est formé.Comme le godet F2 contient de l'indicateur universel, la solution devient pourpre et quand le calcium réagit avecl'eau, il pourrait être difficile de voir le solide blanc. Dans ce cas, l'observation d'une solution laiteuse de mélangepourpre dans le godet F2 est considérée comme indicateur de la présence du solide blanc et d'une solutionalcaline. Vous pouvez soulever le comboplate® au-dessus du niveau des yeux pour voir l'hydroxyde de calciumsolide qui s'est déposé.

Partie 3: Quel est le Gaz Produit quand un Métal du Groupe 1 ou du Groupe 2 Réagit avec l'Eau?

Dans la 3ème partie un test pour dihydrogène doit être effectué en tenant une flamme au -dessus du godet F1.La présence de dihydrogène dans cette expérience n'est pas marquée par l'explosion aiguë caractéristique,mais plutôt par une série d'explosions minimes quand le dioxygène autour de la flamme réagit avec ledihydrogène qui s'échappe du godet.


Ne touchez pas le potassium et le sodium avec vos mains. Ils sont corrosifs et brûleront votre peau. Si lesmétaux ou la paraffine liquide entre en contact avec votre peau, lavez soigneusement à l'eau la partieaffectée.

Ne permettez à personne de mettre une grande pièce de potassium ou de sodium dans l'eau. L'explosion peutêtre très grande et causer des dégâts. Limitez les pièces de chaque métal à environ 2 mm x 2 mm. Si lespièces sont très larges, le comboplate® pourrait craquer.





Partie 1: La Réaction des Métaux du Groupe 1 - Sodium et Potassium - avec l'Eau.

Q1. Quelle est la couleur de la solution dans chaque godet? Quel est leur pH ?R1. Godet F1: vert, pH ~7 godet F2: vert, pH ~7.

Q2. Qu'arrive-t-il au sodium lorsqu'il est introduit dans l'eau ?R2. Le sodium se précipite dans l'eau et un bruit de pétillement s'entend.

Q3. Le pH de la solution du godet F1 a-t-il changé? Expliquer.R3. Oui, la couleur de la solution change du vert au pourpre, indiquant un changement de pH de ~7 à ~12/

13. Le sodium a réagi avec l'eau pour former une solution alcaline.

Q4. Ecrire l'équation-bilan de la réaction qui eu lieu dans le godet F1.R4. 2Na(s) + 2H2O(lllll) →→→→→ 2NaOH(aq) + H2(g)

Q5. Qu'arrive-t-il au potassium lorsqu'il est introduit dans l'eau ?R5. Le K(s) se précipite vigoureusement dans l'eau jusqu'à ce qu'il ait complètement réagi. Un bruit de

pétillement s'entend et quelques étincelles apparaissent.

Q6. Le pH de la solution du godet F2 a-t-il changé? Expliquer.R6. Oui, la couleur de la solution change du vert au pourpre, indicant un changement de pH de ~7 à ~12/13.

Le potassium a réagi avec l'eau pour former une solution alcaline.

Q7. Ecrire l'équation-bilan de la réaction qui eu lieu dans le godet F2.R7. 2K(s) + 2H2O(lllll) →→→→→ 2KOH(aq) + H2(g)

Q8. Comparer les vitesses de réaction du sodium et du potassium avec de l'eau.R8. La vitesse de réaction du potassium est plus grande que celle du sodium avec l'eau.

Partie 2: La Réaction des Métaux du Groupe 2 - Magnésium and Calcium - avec l'Eau.

Q1. Observez la couleur des solutions dans chaque godet et déduisez les valeurs de leurs pH.R1. Godet F1: pH ~7 godet F2: pH ~ 7

Q2. Qu'est -ce qui arrive au magnésium quand il est ajouté à l'eau?R2. Le Mg(s) réagit très lentement avec l'eau. Les bulles de gaz se dégagent très lentement et un solide

blanc se forme.

Q3 Est-ce que le pH de la solution dans le godet F1change? (Expliquer).R3. Oui, la couleur de la solution change du vert au bleu foncé indicant un changement de pH de ~7 à ~11/

12. La réaction entre le magnésium et l'eau a produit une solution alcaline.

Q4. Ecrire une équation chimique équilibrée représentant la réaction qui a eu lieu dans le godet F1.R4. Mg(s) + 2H2O(lllll) →→→→→ Mg(OH)2(aq) + H2(g)

Q5. Qu'est -ce qui arrive au calcium quand il est ajouté à l'eau?R5. Le calcium réagit avec l'eau en dégageant des bulles de gaz et en formant un solide blanc qui se

précipite au fond du godet.

Q6. Est-ce que le pH de la solution du godet F2 change? (Expliquer).R6. Oui, la couleur de la solution change du vert au pourpre, indicant un changement de pH de ~7 à ~12/13.

La réaction entre le calcium et l'eau a produit une solution alcaline.

Q7. Ecrire une équation chimique équilibrée représentant la réaction qui a eu lieu dans le godet F2.R7. Ca(s) + 2H2O(lllll) →→→→→ Ca(OH)2(aq) + H2(g)

Q8. Comparer les taux de réaction du calcium et du magnésium avec l'eau.R8. La vitesse de réaction du calcium avec l'eau est beaucoup plus grande que celle du magnésium avec

l'eau.

Q9. Rappelez-vous de vos observations des parties 1et 2 pour les réactions du sodium et du magnésium avec de l'eau.Quel métal réagit le plus vite avec l'eau: sodium ou magnésium ?

R9. Sodium.




Q10. Rapellez-vous de vos observations des parties 1et 2 pour les réactions du potassium et du calcium avec de l'eau.Quel métal réagit le plus vite avec de l'eau: potassium ou calcium ?

R10. Potassium.

Q11. Est-ce que la réactivité des métaux des Groupes 1 et 2 augmente ou elle diminue avec l'augmentation du nombreatomique dans le groupe?

R11. Augmente.

Q12. Est-ce que la réactivité des métaux des groupe 1 et 2 augmente ou elle diminue avec l'augmentation du nombreatomique dans la période?

R12. Diminue.

Q13. Prédire si l'aluminium réagirait avec de l'eau plus vite ou plus lentement que le magnésium.R13. Plus lentement.

Q14. Prédire si le beryllium réagirait avec de l'eau plus vite ou plus lentement que le magnésium.R14. Plus lentement.

Q15. Quel gaz a été produit quand chacun des métaux des Groupes 1 et 2 étudiés, a réagi avec de l'eau?R15. Dihydrogène.

Q16. Comment pourriez-vous identifier ce gaz sans devoir le capter?R16. Une flamme d'allumette tenue au-dessus du godet dans lequel la réaction du métal avec l'eau est

entrain de prendre place devrait produire un bruit d'explosion quand le dihydrogène réagit avec de ledioxygène de l'air.

Partie 3: Quel est le Gaz Produit quand un Métal du Groupe 1 ou du Groupe 2 Réagit avec l'Eau?

Q1. Que se passe-t-il avec l'allumette tenue au dessus du godet F1 ?R1. Une série de bruits d'explosion se fait entendre. Plus il y a de bulles dans le godet F1 plus grande sera

l'explosion.

Q2. Quel est le nom du gaz produit ?R2. Dihydrogène.

Q3. Utiliser votre connaissance de la réactivité des métaux des Groupes 1 et 2 avec de l'eau pour expliquer pourquoi lesodium, le potassium et le magnésium n'étaient pas utilisés dans l'identification du dihydrogène.

R3. Le sodium et le potassium réagissent trop rapidement avec l'eau. Le magnésium réagit trop lentement.




REACTIONS DES METAUX AVEC DES SOLUTIONS DE SELS DE METAUX


1. ProduitsTous les produits requis sont répertoriés dans le manuel. Cette expérience a besoin de 1 M de solution desulfate de fer(II). Cette solution est généralement de couleur vert pâle. Elle est facilement oxydée par l'air ensulfate de fer(III) de couleur brune. Si votre solution de FeSO4(aq) est brune ou brune-verte elle devrait être jetéeet remplacée par une solution fraîche.

2. MatérielTout le matériel requis peut être trouvé dans le Kit de Base ou dans le Kit Avancé de Microchimie du CentreRADMASTE.

3. AstucesQuand vous ajoutez des poudres de métaux aux petits godets, vous devez faire attention à ne pas verser dansles godets avoisinant. Ceci pourrait résulter en l'observation de réaction là où elle ne devrait pas avoir lieu.

Le comboplate® devrait être vu d'en haut ou de côté pour faire les observations. Les caractéristiques des réactions commela production de bulles sont mieux vues d'en haut tandis que les changements de couleur des solutions ou des poudresde métaux sont mieux vus de côté.

Il est important de faire les observations finales après environ 3 minutes parce que certaines réactions sont plus lentesque les autres. Ex. le zinc réagit avec le sulfate de fer(II) après ~ 2 minutes. Les changements de couleur aussi ont lieuaprès un certain temps.

Un métal ne réagira pas avec la solution de son propre sel.


Les solutions de sulfate de métaux sont nuisibles quand elles sont avalées ou absorbées par la peau. Ellessont irritantes pour la peau et les yeux.

Assurez-vous que les élèves lavent soigneusement leurs mains après avoir complété leur expérience.


Q1. Notez vos observations dans un tableau ressemblant au Tableau 1 donné ci-dessous. Décrivez ce que vousvoyez; s'il n y a pas de changement, indiquez-le également.

R1. Tableau 1

OSuC 4 )qa( OSeF 4 )qa( OSnZ 4 )qa(

)s(uC X X X

)s(eF

dnerprefedelliamilaLaL.erviucedrueluocal

edetaflusednoitulosuelbudegnahcerviuc

.rialcuelbuaécnof

X X

)s(nZ

cnizederduopaLedrueluocaldnerpsetitepedteerviuc

ruotuatnemrofessellubaL.erduopaled

edetaflusednoitulosuelbudegnahcerviuc

.rialcuelbuaécnof

ed,setunim2±sèrpAessellubsetitep

edecafrusalàtnemroftecnizederduopal

alàtnemecuodtnetnom.noitulosaledecafrus

X




Q2. Des trois métaux étudiés, quel est le métal qui a la plus grande tendance à réagir avec les solutions aqueuses desels de métaux?Donner une raison pour cette réponse.

R2. Zinc, parce qu'il a réagi avec toutes les solutions de sels de métaux, à l'exception de la solution desulfate de zinc.

Q3. Quel est le métal qui montre la plus faible tendance à réagir avec les solutions aqueuses de sels de métaux?Donner une raison pour cette réponse.

R3. Cuivre, parce qu'il n'a réagi avec aucune des solutions de sels de métaux.

Q4. Donner une classification des métaux, du plus réactif au moins réactif.R4. A partir des réactions des 3 métaux testés, on peut déduire que le zinc est le plus réactif suivi par le fer

et enfin par le cuivre; c-à-d :

Zn(s) > Fe(s) > Cu(s)




LES OXYDES DE METAUX SONT-ILS ACIDES OU BASIQUES?


1. ProduitsTous les produits requis sont répertoriés dans le manuel. Pour l'oxyde de sodium, on utilise le peroxyde desodium (Na2O2(s)). Ceci parce qu'il est plus facile à trouver. Les oxydes de métaux plus réactifs donnent demeilleurs résultats. D'autres oxydes de métaux comme l'oxyde de plomb(II) et l'oxyde de cuivre(II) ne donnentpas de résultat positif parce qu'ils ne réagissent pas avec l'eau. Les oxydes de métaux choisis sont ceux quisont plus réactifs et les résultats des tests sont visibles après une courte période. L'eau de robinet estnécessaire dans cette expérience. La solution d'indicateur universel est utilisée dans cette expérience même sitout indicateur dont l'éventail de pH est connu peut être utilisé.

2. MatérielTout le matériel requis peut être trouvé dans le kit de Base ou dans le Kit Avancé de Microchimie du CentreRADMASTE.

3. AstucesQuand l'oxyde de sodium est ajouté , la couleur de l'eau ne vire pas au violet. Il y a cependant un changementde couleur de l'olive au vert foncé. Les élèves devraient être capables de noter ce changement de nuance du vertet donc une augmentation du pH vers le côté basique (pH entre 7.5 et 9.5). Ce changement de pH peut êtreaussi noté quand on compare des mélanges contenant de l'oxyde de sodium avec ceux contenant seulementde l'eau.

Le pH de l'eau de robinet n'est pas nécessairement 7 partout. Il dépend de l'origine de l'eau et des produits de purificationutilisés. Gardez ça en tête quand vous remplissez le Tableau 1.

Il est important d'utiliser une microspatule propre pour transférer chaque oxyde de métal dans les godets A pour qu'il n'yait pas de contamination entre les godets.


L'oxyde da calcium est une base forte. Il forme un alcalin corrosif avec de l'eau. Si la poudre entre en contactavec la peau, veuillez laver à grande eau la région affectée.


Q1. Préparez un tableau comme le Tableau 1 ci-dessous dans votre cahier d'exercice.R1. Tableau 1

Q2. Observez et notez la couleur de l'indicateur dans l'eau pour chaque godet dans la deuxième colonne du Tableau 1.R2. Voir Tableau 1.

tedoG edrueluoC 'lruetacidnI Hp esaB/edicA ecnatsbuS

eétuojAudrueluoC

egnaléM Hp esaB/edicA

1A evilo/trev 7 ertuen ededyxomuidos eécnofetrev 5.9-5.7 esab

2A evilo/trev 7 ertuen ededyxomuiclac etteloiv 41-5.9 esab

3A evilo/trev 7 ertuen ededyxomuisengam etteloiv-ertâdrev 41-5.9 esab

4A evilo/trev 7 ertuen neir evilo/trev 5.7-5.6 ertuen




Q3. Observez et notez la couleur de l'indicateur du mélange dans les godets A1, A2 et A3 dans la sixième colonne duTableau 1.

R3. Voir Tableau 1.

Q4. Utilisez la carte de couleurs de l'indicateur universel dans le kit pour déduire le pH correspondant à chaque couleurenregistrée dans votre tableau.

R4. Voir les 4ème et 7ème colonnes du Tableau 1.

Q5. A partir des valeurs du pH, précisez pour chaque solution si elle est acide, basique ou neutre.R5. Voir la dernière colonne du Tableau 1.

Q6. Les oxydes de métaux sont-ils acides ou basiques?R6. Les oxydes de métaux sont des oxydes basiques.




REACTIVITE DES ELEMENTS DU GROUPE 7


1. ProduitsTous les produits requis sont répertoriés dans le manuel.


3. AstucesLes solutions doivent être soigneusement agitées pour bien observer les changements de couleur.

Il peut parfois arriver que les changements de couleurs attendus ne soient pas observés. Ceci donnerait l'impression quel'expérience n'a pas marché. Toutefois, les solutions d'halogènes se détériorent avec le temps. En particulier, les solutionsde chlore perdent le dichlore gazeux très rapidement. Si le changement de couleur n'a pas lieu, l'enseignant devrait refairel'expérience avec une solution fraîche d'halogène.


Le dibrome a une haute pression de vapeur. La vapeur au-dessus de la solution va expandre avec la montéede température. Il doit donc être tenu à l'abri de la chaleur et de la lumière dans une bouteille bien fermée.

Les halogènes sont corrosifs. Eviter tout contact entre les solutions de dibrome, diiode et de dichlore avec lesvêtements ou la peau. Bien laver les mains si par hasard il y a contact entre une des solutions avec la peau.

Les solutions de dibrome, de diiode et de dichlore forment des fumées toxiques. Eviter d'inhaler ces fumées etassurez-vous que l'expérience a lieu dans un endroit bien ventilé.

Les solutions d'halogènes et d'halogénures sont bien connues comme cause de troubles gastro-intestinaux,endocriniens, respiratoires et du comportement. Les solutions d'iodure de sodium, bromure de sodium doiventpar conséquent être manipulées avec soin.


Q1. La couleur des solutions des godets B1 à B3 a-t-elle changé ? Si oui, quels sont les changements de couleurs?R1. Godet B1: Pas de changement de couleur.

Godet B2: La couleur a viré au jaune-brun.Godet B3: La couleur a viré au brun foncé.

Q2. Expliquer les réponses à la question 1, à l'aide d'équation-bilans.R2. Godet B1: La réaction n'a pas lieu.

Godet B2: Clllll2(aq) + 2NaBr(aq) →→→→→ 2NaClllll(aq) + Br2(aq)Godet B3: Clllll2(aq) + 2NaI(aq) →→→→→ 2NaClllll(aq) + I2(aq)

Q3. La couleur des solutions des godets B4 à B6 a-t-elle changé ? Si oui, quels sont les changements de couleurs?R3. Godet B4: Pas de changement.

Godet B5: Pas de changement.Godet B6: La couleur a viré au brun foncé.

Q4. Expliquer les réponses à la question 3 à l'aide d'équation-bilans.R4. Godet B4: La réaction a eu lieu.

Godet B5: Pas de réaction.Godet B6: Br2(aq) + 2NaI(aq) →→→→→ 2NaBr(aq) + I2(aq)

Q5. La couleur des solutions des godets B7 à B9 a-t-elle changé ? Si oui, quels sont les changements de couleurs?R5. Dans les godets B7 à B9, il n'y avait pas de changement de couleur.




Q6. Expliquer vos réponses à la question 5 à l'aide d'équation-bilans.R6. Godet B7: Pas de réaction.

Godet B8: Pas de réaction.Godet B9: Pas de réaction.

Q7. Quel dihalogène était le plus réactif vis à vis des ions halogénures ?R7. Dichlore.

Q8. Quel dihalogène était le moins réactif vis à vis des ions halogénures ?R8. Diiode.

Q9. Observer un tableau périodique. En quoi l'ordre des halogènes du Groupe 7 est-il comparable à celui de la réactivitéde ces halogènes?

R9. La réactivité de ces halogènes diminue de haut en bas dans le groupe.

Q10. Prévoir la réactivité de F2(g) et en donner les raisons.R10. Comme la réactivité diminue de haut en bas dans le Groupe 7, on peut prédire que F2(g) est le plus

réactif des halogènes parce qu'il est au sommet du groupe.




PREPARATION DE CHLORURE DE FER(III)


1. ProduitsTous les produits requis sont énumérés dans le manuel. L'eau de robinet est aussi nécessaire. Cette procédurenécessite 5.5 M d'acide chlorhydrique (HCl(aq)) à diluer à 2.75 M. Rappelez-vous de toujours ajouter l'acidedans l'eau et non l'inverse. Si vous ajoutez 5.5 M d'acide chorhydrique à du permanganate dupotassium, les godets du comboplate® peuvent être endommagés.


3. AstucesEn diluant les 5.5 M d'acide chlorhydrique (HCl(aq)), assurez-vous que la seringue ne contient pas d'eau. Sielle en contient, la concentration de HCl(aq) préparée dans le godet E6 sera moins de 2.75 M. Ceci pourraitaffecter la préparation désirée parce que la vitesse de libération du dichlore du godet F1 sera basse.

Ajoutez les 2.75 M HCl(aq) lentement au permanganate de potassium (KMnO4(s)), autrement le vigoureuxbouillonnement dans le godet F1 peut forcer la solution vers le haut dans le tuyau en silicone et de là sur le fer dans letube de verre, ce qui nécessiterait de recommencer l'expérience .

Avant de chauffer le fer dans le tube de verre, assurez-vous que les bulles de dichlore qui passent dans l'eau du godet F6apparaîssent à un rythme régulier. Si le rythme de production de bulles est bas, ça signifie que le dichlore n'est pasproduit assez rapidement dans le godet F1 et ceci pourrait résulter en préparation du chlorure de fer(II) au lieu chlorure defer(III). Quand le chlorure de fer(II) est dissout dans l'eau, il produit un précipité vert avec d'ammoniaque 2 M.

Le chlorure de fer(II) peut aussi être produit si la température de la flamme utilisée pour chauffer le fer n'est pas assezélevée. Essayez de maintenir le microbrûleur plein d'alcool dénaturé pour assurer une intense flamme. Pendant lechauffage, il ne faut pas bouger le microbrûleur d'un côté à l'autre. Maintenir la flamme en une seule position permet à lapoudre de fer d'atteindre rapidement la température de réaction requise. Pour cette raison, ce n'est pas nécessaired'utiliser une grande quantité de poudre de fer dans le tube de verre.

Aussitôt que le tube de verre a refroidi, séparez le matériel et lavez soigneusement le comboplate® avec de l'eau.Remplissez le godet F1 avec de la solution de peroxyde d'hydrogène à 10%, autrement le godet serait taché de brun.Cette solution enlève efficacement la plus grande partie des taches brunes et réagit avec le KMnO4(s) qui est resté dansle godet pour produire une solution claire. Celle-ci peut être enlevée du godet à l'aide d'une micropipette et être utiliséeplusieurs fois pour netttoyer les godets tachés des comboplates® des autres élèves.

L' eau de robinet dans certains endroits peut avoir une haute teneur en dichlore; donc, dépendant de la région oùl'expérience est faite, un précipité blanc de chlorure d'argent (AgCl(s)) peut être obtenu quand l'eau de robinet est testéavec de la solution de nitrate d'argent (AgNO3(aq)). Ceci n'est généralement pas un problème, comme le précipité dechlorure d'argent obtenu après la production de chlorure de fer(III) (FeCl3(aq)) est en grande quantité et donc plus visibleque celui dû à la teneur en dichlore de l'eau de robinet.

La plupart du chlorure de fer(III) qui adhère aux parois internes du tube de verre après le test des ions peut être gratté avecun cure-dents, allumette ou un morceau de fil. Les dépôts récalcitrants peuvent être enlevés avec de l'aqua regia (unesolution consistant en 2 parties de conc. d'acide chlorhydrique avec 1 partie de conc. d'acide nitrique). S'il y a euinteraction entre le chlorure de fer et le tube de verre de façon qu'il ne puisse pas être enlevé, le tube devra être remplacé.


L'acide chlorhydrique, l'acide sulfurique, et l'acide nitrique (HNO3(aq)) sont corrosifs. Si un des acides entre encontact avec la peau, il faut laver immédiatement la partie affectée à grande eau. Des brûlures sévèresdoivent être référées pour consultation médicale.

L'ammoniaque (NH3(aq)) est une base. Si une base entre en contact avec la peau, traitez comme décrit ci-dessus pour les brûlures par acides.





Le dichlore est un gaz toxique, piquant. Il ne faut pas inhaler les fumées. Assurez-vous que l'expérience a lieudans une salle bien ventilée.

Le permanganate de potassium est un poison. Laver soigneusement vos mains si par hasard un crystal entreen contact avec la peau.

La solution de dichlore formée dans le godet F6 pendant l'expérience est corrosif. Lavez bien vos mains aprèsl'expérience et évitez que la solution dans le godet F6 entre en contact avec tout vêtement parce que c'est undécolorant.

L'argent est un métal cher. Les solutions de nitrate d'argent sont aussi chères et ne doivent pas être gaspillées!


Q1. Que se passe-t-il à l'intérieur du tube de verre?R1. Une vapeur jaune-orangée est apparu, s'est déplacée vers les parties plus froides du tube de verre et a

formé un dépôt rouge-orangé.

Q2. Quelle est la couleur de la solution dans le godet A1?R2. Orange pâle.

Q3. Que se passe-t-il dans le godet A1 lorsque de l'ammoniaque est ajoutée?R3. Un précipité brun s'est formé.

Q4. Que se passe-t-il dans le godet A3 lorsque la solution de nitrate d'argent est ajoutée?R4. La solution devient laiteuse et un précipité blanc se dépose.

Q5. Que déduire du test fait sur la solution du godet A1 avec de l'ammoniaque 2 M? Justifier votre réponse.R5. La solution contient du fer(III), car l'hydroxyde de fer(III) est un solide brun insoluble dans l'eau.

Q6. Que déduire du test fait sur la solution du godet A3 avec des solutions d'acide nitrique et de nitrate d'argent?Justifier votre réponse.

R6. La solution contient du chlorure d'argent, car le chlorure d'argent est un solide blanc insoluble dansl'eau.

Q7. Expliquer comment vos réponses aux questions 5 et 6 suggèrent que le chlorure de fer(III) a été produit par uneréaction entre le fer et le dichlore.

R7 Le produit de la réaction a tésté positivement pour le fer(III) et pour Clllll-.

Q8. Ecrire l'équation-bilan de la réaction qui a lieu dans le tube de verre entre le Fe(s) et le Cl2(g).R8. 2Fe(s) + 3Clllll2(g) → → → → → 2FeClllll3(s)

Q9. Quel type de réaction s'agit-il? Justifier votre réponse en utilisant des équation-bilans appropriées.R9. Rédox. Le réducteur est le fer (Fe(s)). La perte d'électrons par les atomes de Fe est representée par

l'équation de demi-réaction d'oxydation comme: Fe →→→→→ Fe3+ + 3e-

L'oxydant est le dichlore (Clllll2(g)). Les atomes de dichlore acceptent les électrons comme représenté parl'équation de demi-réaction de réduction: Clllll2 + 2e- →→→→→ 2Clllll-




PREPARATION DU CHLORURE DE CUIVRE(II)


1. ProduitsTous les produits requis sont énumérés dans le manuel. On a aussi besoin d'eau de robinet. Cette procédurenécessite 5.5 M d'acide chlorhydrique (HCl(aq)) à diluer à 2.75 M. Souvenez-vous de toujours ajouter l‘acidedans l'eau et jamais l'inverse. Si vous ajoutez 5.5 M d'acide chlorhydrique au permanganate depotassium, vous endommagerez les godets du comboplate®.


3. AstucesAjoutez 2.75 M d'acide chlorhydrique (HCl(aq)) lentement au permanganate de potassium (KMnO4(s)),autrement le vigoureux bouillonnement dans le godet F1 peut forcer la solution vers le haut dans le tuyau ensilicone et de là sur le cuivre dans le tube de verre, ce qui nécessiterait de recommencer l'expérience.

Aussitôt que le tube de verre a refroidi, séparez le matériel et rincez soigneusement le comboplate® avec de l'eau.Remplissez le godet F1 avec la solution de peroxyde d'hydrogène à 10%, autrement le godet sera taché de brun.

L'eau de robinet dans certaines régions a une teneur élevée en chlorure. Donc, dépendant de la région dans laquellel'expérience a lieu, un précipité blanc de chlorure d'argent (AgCl(s)) peut être obtenu quand l'eau de robinet est testéeavec la solution de nitrate d'argent (AgNO3(aq)). Ceci n'est généralement pas un problème, car le précipité de chlorured'argent obtenu après la production de chlorure de cuivre(II) (CuCl2(aq)) est d'une quantité plus grande et donc plusvisible, que celui dû à la teneur en chlorure de l'eau de robinet.

La plupart du chlorure de cuivre(II) qui adhère aux parois internes du tube de verre après les tests des ions peut être grattéet enlevé à l'aide d'un cure-dents, une allumette ou un morceau de fil. Les dépôts récalcitrants sur le tube de verre peuventêtre enlevées par l'aqua regia (une solution consistant en 2 parties de conc. d'acide chlorhydrique avec 1 partie de conc.d'acide nitrique). S'il y a eu interaction entre le chlorure de cuivre avec le verre de sorte qu'on ne peut pas l'enlever, alors letube doit être remplacé.


L'acide chlorhydrique, l'acide sulfurique, et l'acide nitrique (HNO3(aq)) sont corrosifs. Si l'un des acides entreen contact avec la peau, il faut laver immédiatement la partie affecté à grande eau. Des brûlures sévèresdoivent être référées pour consultation médicale.

L'ammoniaque (NH3(aq)) est une base. Si une base entre en contact avec la peau, traitez comme décrit ci-dessus pour les brûlures par acides.


Le dichlore est un gaz toxique, piquant. Il ne faut pas inhaler les fumées. Assurez-vous que l'expérience a lieudans une salle bien ventilée. Le permanganate de potassium est un poison. Lavez soigneusement vos mains sipar hasard un crystal entre en contact avec la peau.

La solution de dichlore formé dans le godet F6 pendant l'expérience est corrosif. Lavez bien vos mains aprèsl'expérience et évitez que la solution dans le godet F6 entre en contact avec tout vêtement parce que c'est undécolorant.

L'argent est un métal cher. Les solutions de nitrate d'argent sont aussi chères et ne doivent pas être gaspillées!





Q1. Noter ce qui se passe à l'intérieur du tube de verre .R1. La poudre de cuivre à l'intérieur du tube commence à bouillonner. Quand on continue à chauffer, un

dépôt jaune-orangé peut être vu à l'une ou aux deux extrémités du tube de verre. Des gouttelettes bleu-noires peuvent être vues sur le verre immédiatement au-dessus du cuivre chauffé. Dans certains cas sion observe de très près, un solide jaune-vert est visible à l'intérieur du tube.

Q2. Que reste-t-il dans le tube de verre après refroidissement?R2. Il y a maintenant un dépot jaune à l'intérieur du tube de verre refroidi, là où on voyait des gouttelettes

bleu-noires sur le verre chaud.

Q3. Que pourrait être ce produit? Justifiez votre réspose.R3. Ce produit jaune est le chlorure de cuivre(II) (CuClllll2(s)). Avant le chauffage, il y avait seulement de la

poudre de cuivre (Cu(s)) à l'intérieur du tube de verre. Une coulée de dichlore (Clllll2(g)) s'est étendue surle cuivre en provenance du générateur de dichlore dans le godet F1. Le nouveau produit jaune doitdonc provenir de la combinaison entre le Cu(s) et le Clllll2(g) dans un environnement chauffé.

Q4. Quelle est la couleur de la solution?R4. Bleue pâle.

Q5. Que se passe-t-il dans le godet A1?R5. La solution est devenue bleue foncée.

Q6. Que se passe-t-il dans le godet A3?R6. La solution est devenue laiteuse et un précipité blanc s'est formé.

Q7. Que déduire du test de la solution du godet A1 avec de l'ammoniaque? Justifier votre réponse et écrire uneéquation-bilan équilibrée pour la réaction observée.

R7. La solution contient du cuivre(II). Les ions bleus de Cu2+(aq) forment des ions bleu foncé (Cu(NH3)42+(aq))

avec l'ammoniaque.

Cu2+(aq) + 4NH3(aq) →→→→→ Cu(NH3)42+(aq)

Q8. Que déduire du test de la solution du godet A3 avec l'acide nitrique et la solution de nitrate d'argent? Justifier votreréponse.

R8. La solution contient du chlorure d'argent, car le chlorure d'argent est un solide blanc insoluble dansl'eau.

Q9. Quel produit s'est-il formé à partir du cuivre et du dichlore?R9. Chlorure de cuivre(II) (CuClllll2(s)).

Q10. Ecrire l'équation-bilan de la réaction qui a eu lieu entre le dichlore et le cuivre.R10. Cu(s) + Clllll2(g) →→→→→ CuClllll2(s)




INDICATEURS ACIDE/BASE


1. ProduitsTous les produits requis sont répertoriés dans le manuel. Vous aurez aussi besoin d'eau de robinet. Ladeuxième partie mentionne le vinaigre blanc, Sprite et eau savonneuse comme éléments possibles pour le test,mais les autres solutions domestiques peuvent aussi être utilisées.


3. AstucesLes étapes 3 et 7 dans cette procédure utilisent une micropipette à mélanger. Celle-ci est une micropipette videutilisée pour sucer le contenu d'un godet pour le mélanger. Les élèves doivent être rappelés de rincer lamicropipette mélangeuse après l'étape 3, sinon la solution acide restée dans la micropipette peut être mélangéeavec la solution basique à l'étape 7.

Les valeurs de pH et les couleurs de l'indicateur universel dans le Tableau 2 des réponses modèles ont été obtenues avecdes échantillons d'eau et solutions d'indicateurs universels de notre laboratoire. Il ya différentes concentrationsd'indicateurs disponibles, et les échantillons d'eau dans votre région peuvent avoir des valeurs de pH variées. Commerésultat, il est possible que vos élèves aient des couleurs d'indicateur universel qui diffèrent légèrement de cellesprésentées au Tableau 2. Notez que les réponses servent seulement de guide et que les valeurs de pH proposéescorrespondent aux solutions préparées dans les godets A1 à A7.

L'éxtrémité étroite de la microspatule en plastique est utilisée pour remuer les solutions dans chaque godet après additionde l'indicateur. Ceci permettra une meilleure observation de la couleur. Assurez-vous que la microspatule est lavée avantde remuer une solution différente.

Sprite, vinaigre blanc et eau savonneuse ne sont pas les seules solutions qui peuvent être utilisées dans la Partie 2.Exemples d'autres matières qui peuvent être testées sont: eau salée, eau sucrée, eau savonneuse en provenance desavon en poudre, Handy Andy, jus de citron, etc. Les élèves peuvent être encouragés à amener différents échantillonsd'eau de leurs maisons. Les manuels de travail peuvent être facilement changés pour inclure ces articles.


L'acide chlorhydrique est corrosif. Si un acide entre en contact avec la peau, la partie affectée doit êtreimmédiatement rincée à grande eau.

L'hydroxyde de sodium est une base corrosive et tout débordement sur la peau doit être traité par rinçage àl'eau.



Partie 1: Quelle zone de pH le Methyl orange et la Phénolphtaléine changent-elles de Couleur?

Q1. Observer la couleur de la solution dans chacun des godets et écrire la consigner dans le Tableau 2 ci-après.Utiliser le Tableau 1 pour déterminer le pH à partir de la couleur de la solution dans chacun des godets A1 à A7.Ecrire la valeur de chaque pH dans le tableau 2.




Tableau 1. Table de l'indicateur universel de pH

R1. Tableau 2.

Q2. Supposons qu'un indicateur noté HX soit ajouté à une solution incolore d'un pH égal à 2 et que la solution prenneune couleur rouge. Supposons également que la même quantité d'indicateur HX soit ajoutée à une solution incolorede pH égal à 10 et que la solution prenne une couleur verte. Pourquoi les couleurs sont-elles différentes alors quel'indicateur est le même?

R2. L'indicateur HX est un acide faible qui a des couleurs différentes pour HX et X-. La couleur de la solutionde l'indicateur HX dépend de la concentration des ions hydrogènes ou des ions hydroxydes dans lasolution. Donc, le HX est rouge dans la solution tandis que le X- est vert.Par exemple: methyl orange (appelez-le HMeth) est un complexe de colorant organique qui est rougeen tant que Meth- est jaune. Ces formes sont en équilibre:

H2O + HMeth Meth- + H3O+

(Rouge) (Jaune)

Q3. A quelles valeurs de pH la couleur de la solution de methyl orange devient-elle rouge?R3. Le methyl orange apparaît rouge aux pH 1 et pH 2.

Q4. A quelles valeurs de pH la couleur de la solution de methyl orange devient-elle jaune/orange?R4. Le methyl orange apparît jaune/orange dans les solutions à pH 4, 7, 11, 12 et 13.

Q5. A quelles valeurs de pH la solution de phénolphthaléine devient-elle incolore?R5. La phénolphthaléine apparaît incolore dans les solutions à pH's 1, 2, 4 et 7.

Q6. A quelles valeurs de pH la solution de phénolphthaléine devient-elle rose?R6. La phénolphthaléine apparaît rose dans les solutions à pH's 10 - 11, 12 et 13.

Q7. Quelle est la zone de pH dans laquelle (a) le methyl orange, et (b) la phénolphthaléine changent-ils de couleur?R7. Le methyl orange change de couleur dans la zone de pH entre 2 et 4, tandis que la phénolphthaléine

change de couleur dans la zone de pH entre 7 et 10.

rueluoC Hp rueluoC Hp

écnofeguoR 1 écnoftreV 8

rialceguoR 2 trev-uelB 9

écnofegnarO 3 rialcuelB 01

egnarO 4 écnofuelB 11

rialcegnarO 5 rialcteloiV 21

enuaJ 6 écnofteloiV 31

rialctreV 7

tedogudorémuN noitulosaledrueluoC ésoporpHp

1A écnofeguoR 1

2A rialceguoR/écnofeguoR 2uo1

3A rialcegnarO/egnarO 5uo4

4A rialctreV/écnoftreV 8uo7

5A écnofuelB/uelB 11-01

6A écnofteloiV/teloiV 31-21

7A écnofteloiV 31




Partie 2: Quel est le pH du vinaigre, celui du Sprite et celui de l'eau savonneuse?

Q1. Observez la couleur de la solution dans chaque godet et notez-la dans un tableau de même type que le Tableau 2de la Partie 1.

R1. Voir tableau 3.

Q2. Utilisez le Tableau 1 (Partie 1) pour déterminer le pH à partir de la couleur de chaque solution dans les godets A1à A3.Notez le pH de chaque solution dans votre tableau.

R2. Voir tableau 3.

Tableau 3

tedogudorémuN noitulosaledrueluoC ésoporpHp

1A egnaro 4

2A egnaro 4

3A trev 7




PROPRIETES DES ACIDES ET DES ALCALIS


1. ProduitsTous les produits requis sont répertoriés dans le manuel. L'eau de robinet est nécessaire. Le vinaigre, jus decitron, et le bicarbonate de soude peuvent être obtenu de l'épicerie.

2. MatérielLa plupart du matériel requis peut être trouvé dans le Kit de Base ou le Kit Avancé de Microchimie du CentreRADMASTE. Une feuille de papier blanc est nécessaire sur laquelle on place le comboplate® pour une meilleureobservation des changements de couleurs dans les godets appropriés.

3. AstucesL'enseignant doit s'assurer que les élèves fassent attention quand ils goûtent aux produits chimiques. Seuls lesproduits d'usage domestiques peuvent être goutés. Le vinaigre est clair, incolore, et ne doit pas être confonduavec l'acide chlorhydrique.


Soyez très prudents quand vous dégustez les produits chimiques domestiques. NE JAMAIS DEGUSTER UNPRODUIT CHIMIQUE DE LABORATOIRE SAUF SI IL Y A DES INSTRUCTIONS SPECIFIQUES DE LE FAIRE.

L'acide chlorhyrique et l'hydroxyde de sodium sont corrosifs. Si un acide ou un alcali entre en contact avec lapeau, il faut immédiatement laver la partie affectée à grande eau.

L'hydroxyde de sodium est corrosif et en cas de contact avec la peau il faut laver immédiatement à l'eau lapartie affectée.



Q1. Qu'avez-vous remarqué concernant le goût du jus de citron et du vinaigre ?R1. Ils ont tous les deux un goût piquant, aigre.

Q2. Décrivez le goût du bicarbonate de sodium.R2. Amer.

Q3. Qu'avez-vous remarqué quand vous avez frotté de l'hydroxyde de sodium entre vos doigts?R3. Il a une sensation de savon.

Q4. Pensez-vous que le goût est un indice efficace pour différencier les produits chimiques? Expliquer votre réponse.R4. Non. La plupart des produits de laboratoire sont toxiques.

Q5. Préparez un tableau comme celui indiqué ci-dessous:R5. Voir tableau.




Q6. Enregistrez vos observations dans le tableau.

Q7. Utilisez l'information sur la bande d'indicateur de pH pour classifier les substances comme "acides", "neutres" ou"alcalines".

R7. Acides: vinaigre, jus de citron, acide chlorhydriqueAlcalines: solution d'hydroxyde de sodium, solution de bicarbonate de sodium.

Q8. Concevoir un tableau et utiliser les résultats de cette expérience pour résumer quelques propriétés des acides etdes alcalis.

elsnaDergianiv

edsujelsnaDnortic

elsnaDCH l )qa(

elsnaDetanobracib

muidosed

elsnaD)qa(HOaN

'ledrueluoClesrevinuruetacidni eguor eguor eguor uelb-trev uelb

lyhtemudrueluoCegnaro eguor eguor eguor enuaj-egnaro enuaj-egnaro

reipapudrueluoClesrevinuruetacidni eguor eguor eguor uelb-trev uelb

sedicA sétéirporP selpmexE

ergiatûoG.1edrueluocalegnahC.2

udtelesrevinuruetacidni'leguoruaegnarolyhtem

,ergianiv,norticedsujeuqirdyhrolhcedica

silaclA rematûoG.1edrueluocalegnahC.2

uelbualesrevinuruetacidni'luaegnarolyhtemudellecte

.egnaro-enuaj

,muidosedetanobracibmuidosededyxordyh




UNE DETERM INATION THERMOCHIMIQUE DE LASTOECHIOMETRIE D'UNE REACTION ACIDE -BASE


1. ProduitsTous les produits requis sont répertoriés dans le manuel d'instructions.

2. MatérielLa plupart du matériel requis peut être trouvé dans le Kit de Base ou le Kit Avancé de Microchimie du CentreRADMASTE. Vous aurez besoin d'un thermomètre pour mesurer les changements de température, mais il n'estpas fourni.

3. AstucesPour faciliter l'enregistrement des changements de température et pour plus de précisions, il est mieux de vousprocurer d'un thermomètre gradué en intervalles de 0.1 oC. Si cela n'est pas possible, l'élève devra compter surson propre jugement pour estimer le niveau de mercure dans le thermomètre.

Quand vous mesurez la température des solutions, attendez quelques secondes avant de noter les valeurs. Assurez-vousque le bulbe du thermomètre est bien couvert par la solution. Il peut être nécessaire de pencher légèrement lecomboplate® pour y arriver si le thermomètre a un long bulbe.

Pour avoir des valeurs fiables de changements de température, les températures initiales des solutions d'acides et debases doivent être aussi proches que possibles. Il est donc important de mesurer les températures des solutions avant decommencer l'expérience. Si les températures diffèrent, permettez à la solution ayant une haute température de refroidir,jusqu'à atteindre la même température que l'autre solution avant que les élèves ne commencent l'exercice. Si cela n'estpas fait, la température moyenne initiale du mélange des solutions dépendra des proportions de chaque solution à satempérature initiale. Les changements de température notés ne seront pas fiables et un rapport de volumes incorrect seraobtenu du graphe.

Assurez-vous que la seringue est sèche à l'intérieur avant de l'utiliser pour dispenser une autre solution, sinon l'eau àl'intérieur de la seringue va diluer l'acide/base et introduira des erreurs dans les résultats.

Les solutions acides/bases trouvées sur le marché ne sont pas standardisées le plus souvent. En d'autres termes laconcentration exacte de l'acide ou base n'est pas connue. Par exemple, l'acide chlorhydrique peut être étiquetée commeune solution de 1.0 M alors qu'il a une concentration de 0.98 M ou 1.1 M. Dans ce cas, le rapport molaire de l'acide:baseprévu ne sera pas atteint. Ce rapport peut être proche de celui escompté, mais les résultats peuvent être embrouillantpour les élèves qui rencontrent ce concept pour la première fois. Par exemple en tant qu'enseignant vous reconnaissezque un rapport molaire de 0.98 pour HCl:NaOH indique que l'acide réagit avec la base dans un rapport de 1:1, mais unélève peut ne pas le comprendre.

A moins que vous n'ayiez des solutions standardisées de NaOH et HCl(aq) dans cette expérience, vous devrez établir lesconcentrations exactes de l'acide ou de la base par titrage avant de permettre aux élèves de commencer l'expérience.Ceci peut être fait par la méthode traditionnelle d'échelle de verre en titrant 10,0 ml d'hydroxyde de sodium avec l'acidechlorhydrique. Le rapport de volumes acide: base prévu est de 1 c-à-d qu'il vous faut 10,0 ml d'acide chlorhydrique pourneutraliser l'hydroxyde de sodium. Si vous utilisez une microburette qui est aussi disponible dans le système demicroscience, alors vous aurez besoin seulement de 10 % des volumes mentionés: 1,00 ml NaOH et environ 1,00 mlHCl. Le titrage par micro-échelle vous donnera des résultats assez précis. Si vous trouvez que le rapport de volumes estsupérieur à 1, vous devrez ajuster la concentration de la base par dilution. Si le rapport de volume est inférieur à 1, l'acidesera dilué. Un autre titrage doit être effectué pour être sûr que l'acide et la base réagissent dans un rapport de volumes de1:1.


L'acide chlorhydrique et l'acide sulfurique sont corrosifs. Si un acide entre en contact avec la peau, la partieaffectée doit être immédiatement lavée à grande eau. Les brûlures graves doivent être vues par un médecin.

L'hydroxyde de sodium est une base corrosive. En cas de contact avec la peau, traitez comme pour lesbrûlures par acides comme décrit plus haut.





Le mercure est un poison métallique très cher. Faites attention à ne pas casser les thermomètres!



Q1. Quelle est la température initiale de la solution d'hydroxyde de sodium ?R1. 26.00 0C. (Note: Celle-ci et d'autres températures mentionnées ne sont que des exemples.)

Q2. Quelle est la température initiale de HCl(aq) ?R2. 26.00 0C.

Q3. Quelle est la température initiale moyenne des deux réactifs ?*R3. 26.00 0C.

Q4. Préparer un tableau comme le Tableau 1 ci-dessous:R4. Tableau 1

* Temp. initiale moyenne ((temp. initiale de NaOH(aq) + temp. initiale de HClllll(aq)) ÷ 2))** Variation de température =Temp. maximale - temp. initiale moyenne.

Q5. Notez la température maximale pour le mélange dans le godet E1 dans votre tableau.R5. Voir Tableau 1.

Q6. Notez la température maximale pour chaque mélange dans votre tableau.R6. Voir Tableau 1.

Q7. Calculez la variation de température du mélange réactionnel de chaque godet et noter les valeurs dans votretableau.

R7. Voir Tableau 1.

Q8. Préparez un graphe avec les variations de température sur l'axe des Y. Sur l'axe des X, mettre le volume de solutiond'hydroxyde de sodium (de 0.0 ml à 2.0 ml à 0.2 ml d'intervalle), ainsi que le volume d'acide chlorhydrique (de2.0 ml à 0.0 ml avec des intervalles de 0.2 ml).

tedoGedemuloVm/)qa(HOaN l

edemuloVCH l m/)qa( l

/erutarépmeT oCelamixaM

ednoitairaV**.pmeT/egnalémud oC

0.2 0.0 00.62 00.0

1E 6.1 4.0 03.82 03.2

2E 4.1 6.0 00.92 00.3

3E 2.1 8.0 00.03 00.4

4E 1.1 9.0 02.03 02.4

5E 0.1 0.1 00.13 00.5

6E 9.0 1.1 08.03 08.4

1F 7.0 3.1 03.03 03.4

2F 4.0 6.1 00.92 00.3

0.0 0.2 00.62 00.0




Soit que 0,5 cm represente 0.1 ml de solution sur l'axe des X. Sur les Y, 1,0 cm est une variation de 1.0 oC detempérature.

A partir du Tableau 1, on peut voir que le volume total de la solution ajoutée à chaque godet est de2 mlllll. Ainsi, l'axe des X peut servir d'axe des volumes aussi bien pour le NaOH(aq) que pour leHClllll(aq). A chaque volume de NaOH(aq), le volume de HClllll(aq) est (2 mlllll -V(NaOH)). Par exemple, surl'axe des X, une division peut représenter 1.7 mlllll de solution d'hydroxyde de sodium et 0.3 mlllll d'acidechlorhydrique.

Q9. La méthode scientifique utilisée pour trouver le rapport du volume avec un graphe comme celui que vous avezpréparé, consiste à tracer la meilleure ligne droite passant par les divers points d'une pente positive, et une autreligne droite passant par les points d'une pente négative. Dès lors, tracez la meilleure ligne droite passant par lespoints situés entre 0.0 ml et le volume d'hydroxyde de sodium auquel le maximum de variation de température aété observé. Ensuite, tracer la meilleure ligne droite passant par les points situés entre le volume qui a donné lemaximum de variation de température et le point des 2.0 ml d'hydroxide de sodium. L'intersection des deux lignesest le vrai maximum sur la courbe (c-à-d où la plus grande variation de température a lieu). Tracez une ligneperpendiculaire à ce point vers l'axe des X et noter les volumes de NaOH(aq) et de HCl(aq) où la perpendiculairerencontre l'axe.

R9. V(NaOH) = 0.95 mlllll. V(HClllll) = 1.05 mlllll

Q10. Pourquoi y a-t-il variation de température quand l'acide chlorhydrique et la solution d'hydroxyde de sodium sontmélangés?

R10. Quand l'acide chlorhydrique et l'hydroxyde de sodium sont mélangés, une réaction chimique a lieu.Dans une réaction chimique, les liaisons sont brisées à l'intérieur des réactifs et en même temps,d'autres liaisons sont formés pour donner des produits. Ceci résulte soit en une augmentation ou unediminution de l'énergie totale du système illustrée par le changement de température.

Varia

tion

de T

empé

ratu

re/ 0 C

Volume de NaOH(aq)

Volume de HClllll(aq)

V(NaOH) = ~1.05 mlV(HCl) = ~ 0.95 ml

VARIATION DE TEMPÉRATURE vs VOLUME DE NaOH(aq)/HClllll(aq)




Q11. Dans le Tableau 1, une variation de température de 0 oC est enregistrée pour les volumes de 2.0 ml et 0.0 mld'hydroxyde de sodium. Bien que vous n'ayiez pas testé ces volumes, pourquoi pensez-vous que le changement detempérature est de 0 oC?

R11. Le volume total de la solution testée dans chaque godet est de 2 mlllll. A un volume de 2.0 mlllll NaOH(aq)donc, il y aurait 0.0 mlllll HClllll(aq). Il n'y aurait pas de réaction et donc pas de changement detempérature. De même, à un volume de 0,0 mlllll NaOH(aq), il y aurait seulement du HClllll(aq) dans legodet et encore une fois pas de réaction.

Q12. Pourquoi les variations de température changent-elles quand différents rapports de volumes d'acide chlorhydrique etde solution d'hydroxyde de sodium sont utilisés?

R12. Differents rapports de volumes des réactifs résultent en différentes quantités de produits formés et doncles changements de température seront différents.

Q13. Utilisez les volumes d'acide chlorhydrique et de solution d'hydroxyde de sodium de votre graphe pour calculer lerapport de volume HCl:NaOH qui correspond à l'accroissement maximal de température.

R13. Le volume d'acide chlorhydrique est de ~1.05 mlllll et celui de la solution d'hydroxyde de sodium est de~0.95 mlllll. Le rapport de volume est ~1.05mlllll HClllll:0.95 mlllll NaOH ou 1.2:1. Dans la marge d'erreurexpérimentale, ceci peut être considéré comme indicant un rapport de volume d'approximativement de1:1.

Q14. Que déduisez-vous de votre réponse à la question 13 concernant le rapport molaire selon lequel l'acidechlorhydrique et l'hydroxyde de sodium réagissent?

R14. Le rapport molaire est de 1:1, parce que tous les deux HClllll(aq) et NaOH(aq) sont 1.0 M.

Q15. Justifiez votre réponse à la question 14.R15. Celui-ci est le rapport molaire donnant une plus grande variation de température. D'où la plus grande

réaction a eu lieu à ce rapport molaire.

Q16. Ecrire une équation équilibrée de la réaction chimique entre l'acide chlorhydrique et la solution d'hydroxyde desodium.

R16. HClllll(aq) + NaOH(aq) →→→→→ NaClllll(aq) + H2O(lllll)




PREPARATION D'UN SEL:REACTION ENTRE UN ACIDE ET UN CARBONATE DE METAL


1. ProduitsTous les produits requis sont répertoriés dans le manuel d'instructions.

2. MatérielTout le matériel requis peut être trouvé dans le Kit de Base ou le Kit Avancé de Microchimie du CentreRADMASTE .

3. AstucesL'acide chlorhydrique doit être ajouté lentement au carbonate de calcium dans le godet F1. Si on l'ajoute trèsrapidement, le vigoureux bouillonnement dans le godet peut expulser la solution à travers le tuyau en siliconedans l'eau de chaux du godet F3.

L'extrémité de la tige de verre devrait être chauffée doucement en la faisant passer quatre ou cinq fois à travers la flammedu microbrûleur. Il ne faut pas qu'elle soit trop chauffée parce que cela provoquerait un violent bouillonnement du mélangede réaction et ceci pourrait résulter en une perte d'une partie du chlorure de calcium dissout.


L'acide chlorhydrique est corrosif. Si un acide entre en contact avec la peau, la partie affectée doit êtreimmédiatement lavée à grande eau. Les brûlures graves doivent être vues par un médecin.


Ne permettez jamais aux élèves de jouer avec des allumettes. Les brûlures devraient être irriguées à l'eaufroide ou appliquez de la glace et demander l'assistance médicale en cas de besoin.


Q1. Que voyez-vous se passer dans le godet F1 quand vous ajoutez de l'acide?R1. Il ya un bruit de "sifflement", et des bulles de gaz se forment.

Q2. Que voyez-vous se passer dans le godet F3 après un petit moment?R2. L'eau de chaux qui était claire devient laiteuse.

Q3. Qu'est-ce que cela nous apprend à propos du gaz qui s'est formé dans la réaction du godet F1?R3. Le dioxyde de carbone gazeux est un des produits de la réaction entre l'acide chlorhydrique et le

carbonate de calcium.

Lisez l'information suivante attentivement. Utilisez-la pour répondre aux questions 4 - 6: L'eau de chaux claire estune solution aqueuse d'hydroxyde de calcium. Quand le dioxyde de carbone réagit avec l'eau de chaux, il se formedu carbonate de calcium insoluble.

Q4. Ecrire une équation avec des mots pour la réaction entre le dioxyde de carbone et l'eau de chaux.R4. Dioxyde de carbone + Hydroxyde de calcium →→→→→ Carbonate de calcium + Eau

Q5. Ecrire une équation-bilan de la réaction entre le dioxyde de carbone et l'eau de chaux.R5. CO2(g) + Ca(OH)2(aq) →→→→→ CaCO3(s) + H2O(lllll)




Q6. Utiliser l'équation ci-dessus pour identifier la substance qui fait que l'eau de chaux devienne laiteuse. Expliquezvotre réponse.

R6. Le carbonate de calcium (CaCO3(s)). Ceci est un solide blanc insoluble. De petites particules de ce solideblanc insoluble pourraient causer cet aspect laiteux.

Q7. Que remarquez-vous dans le godet F1 après avoir laissé reposer le comboplate® pendant toute la nuit?R7. Des cristaux blancs se sont formés.

Q8. Quelle est cette substance dans le godet F1?R8. Cristaux de chlorure de calcium (CaClllll2(s)).

Q9. L'autre produit dans cette réaction s'est évaporé quand vous avez chauffé la solution et laissé reposer lecomboplate® pendant la nuit. Qu'est-ce que ça pourrait être?

R9. L'eau.

Q10. Ecrire une équation avec des mots pour la réaction qui a eu lieu dans le godet F1.R10. Acide chlorhydrique + carbonate de calcium →→→→→ chlorure de calcium + eau + dioxyde de carbone

Q11. Ecrire une équation-bilan pour cette réaction dans le godet F1.R11. 2HClllll(aq) + CaCO3(s) →→→→→ CaClllll2(s) + H2O(lllll) + CO2(g)

Q12. Regardez le nom des cristaux qui se sont formés dans cette réaction. On appelle cela un SEL. Ce sel a étépréparé à l'aide de la réaction entre un acide et un carbonate de métal. Quelle partie du nom du sel provient-il ducarbonate de métal?

R12. La partie "calcium" du nom chlorure de calcium.

Q13. Quelle partie du nom du sel provient-il de l'acide utilisé dans la réaction?R13. La partie "chlorure"du nom provient de l'acide chlorhydrique utilisé dans la réaction.

Q14. Quelle différence y'aurait-il eu si vous aviez utilisé de l'acide nitrique au lieu de l'acide chlorhydrique dans laréaction?

R14. Le sel formé aurait été le nitrate de calcium.

Q15. Quels produits utiliseriez-vous pour préparer du chlorure de sodium par la réaction entre un acide et un carbonate?R15. Carbonate de sodium et acide chlorhydrique.

Q16. Ecrire une équation-bilan de la réaction mentionnée dans votre réponse à Q15.R16. Na2CO3(s) + 2HClllll(aq) →→→→→ 2NaClllll(s) + H2O(lllll) + CO2(g)

Q17. Dans cette expérience, vous avez étudié la réaction entre l'acide chlorhydrique et le carbonate de calcium.Complétez l'équation chimique générale:acide + carbonate de métal →

R17. acide + carbonate de métal → → → → → sel + eau + dioxyde de carbone




PREPARATION D'UN SEL:REACTION D'UN ACIDE AVEC UN METAL


1. ProduitsTous les produits chimiques requis sont répertoriés dans le manuel d'instructions. L'eau de robinet estnécessaire.

2. MatérielTout le matériel requis peut être trouvé dans le Kit de Base ou le Kit Avancé de Microchimie du CentreRADMASTE.

3. AstucesQuand on ajoute pour la première fois l'acide au zinc dans le godet F1, seule la moitié de l'acide doit êtreinjectée soigneusement dans le godet. Si tout l'acide est ajouté très rapidement, le vigoureux bouillonnementdans le godet peut forcer la solution vers le haut dans le tuyau en silicone. Ceci empêchera la collection de toutdihydrogène formé.

Le tube collecteur de gaz ne doit pas être penché ou tenu droit quand on l'enlève de l'installation. Le dihydrogène estmoins lourd que l'air et il va s'échapper du tube s'il n'est pas maintenu en position renversée.

Une fois que le tube a été fermé avec un doigt, il peut ête remis en position droite. Le doigt ne doit pas être enlevé du tubejusqu'à ce qu'une flamme d'allumette soit tenue en place pour tester pour le dihydrogène. Il est recommandé que lesélèves travaillent par paires ou en groupes pour effectuer le test pour dihydrogène parce qu'il est difficile pour un élèved'allumer une allumette et en même temps tenir le tube collecteur de gaz.




Ne permettez à personne d'amener la flamme près du comboplate®. Le dihydrogène produit dans le godet F1est très explosif. Assurez- vous que le comboplate® est placé loin de toute source de flammes.

Ne permettez jamais aux élèves de jouer avec des allumettes. Les brûlures devraient être irriguées à l'eaufroide ou appliquez de la glace et demandez l'assistance médicale en cas de besoin.


Q1. Que se passe-t-il dans le godet F1 quand de l'acide est ajouté?R1. Des bulles de gaz se forment dans le godet.

Q2. Qu-est-ce que celà nous apprend à propos des produits de la reaction?R2. L' un des produits de la réaction entre un acide et un métal est un gaz.

Q3. Qu'est-ce qu'il y a, si quelque chose il y a, dans le tube collecteur de gaz au début de l'expérience?R3. Air.




Q4. Qu'est-ce qui, si quelque chose il y a, s'introduit dans le tube collecteur de gaz quand la réaction a lieu dans legodet F1?

R4. Le gaz qui s'est formé comme résultat de la réaction entre un acide et un métal.

Q5. Pourquoi le gaz ne s'échappe pas du tube collecteur de gaz?R5. Le gaz qui s'est formé est moins lourd que l'air.

Q6. Décrire ce qui se passe quand vous retirez votre doigt de l'extrémité ouverture du tube collecteur de gaz avecl'allumette qui brûle en place.

R6. Un grand bruit d'explosion peut être entendu.

Q7. Expliquer votre réponse à Q6.R7. Aussitôt que le gaz du tube s'est mélangé avec le dioxygène de l'air, ils ont formé un mélange explosif

qui est allumé par l'allumette qui brûle.

Q8. Quel gaz s'est-t-il formé pendant la réaction?R8. Le dihydrogène. Nous savons cela parce que le dihydrogène a comme caractéristique de former un

mélange explosif avec le dioxygène de l'air et ça donne le bruit d'explosion quand une petite quantitéde dihydrogène est brûlé dans l'air.

Q9. Expliquer pourquoi il a été nécessaire d'éloigner le comboplate® de toute source de flamme.R9. La réaction des mélanges dans les godets continuent à produire le dihydrogène pour un certain temps.

Si la flamme est placée près du comboplate®, le dihydrogène qui s'échappe pourrait entrer en contactavec le dioxygène de l'air autour.

Q10. Que voyez-vous dans le godet après avoir laissé reposer le comboplate® pour une nuit?R10. Des cristaux blancs.

Q11. Expliquer votre observation.R11. Un des produits de la réaction entre l'acide et le métal était en solution et a cristallisé quand il a été

laissé en place pour la nuit et l'eau s'est évaporée.

Q12. Quels étaient les réactifs dans le godet F1?R12. Acide chlorhydrique et poudre de zinc.

Q13. Quels étaient les produits de la réaction dans le godet F1?R13. Le dihydrogène et le chlorure de zinc.

Q14. Ecrire une équation avec des mots pour la réaction qui a eu lieu dans le godet F1.R14. Acide chlorhydrique + zinc →→→→→ dihydrogène + chlorure de zinc.

Q15. Ecrire une équation-bilan pour la réaction qui a eu lieu dans le godet F1.R15. 2HClllll(aq) + Zn(s) →→→→→ H2(g) + ZnClllll2(aq)

Q16. Quels produits chimiques utiliseriez-vous pour préparer le sulfate de magnésium en utilisant le même modeopératoire?

R16. Acide sulfurique et le magnésium.

Q17. Ecrire une équation-bilan de la réaction que vous proposez dans la question 16.R17. H2SO4(aq) + Mg(s) →→→→→ MgSO4(aq) + H2(g)




PREPARATION D'UN SEL:REACTION ENTRE UN ACIDE ET UN OXYDE DE METAL


1. ProduitsTous les produits requis sont répertoriés dans le manuel. L'eau de robinet est nécessaire.


3. AstucesL'extrémité de la tige de verre doit être doucement chauffée à la flamme du microbrûleur en la faisant passerplusieurs fois à travers la flamme du microbrûleur. La tige ne doit pas être laissée pendant longtemps dans laflamme parce que l'extrémité sera si chaude que la solution dans le godet F1 va bouilli. Ceci pourrait résulter enune perte d'une partie du sulfate de cuivre dissout quand une partie de la solution gicle à l'extérieur du godet.




Ne permettez jamais aux élèves de jouer avec des allumettes. Les brûlures devraient être irriguées à l'eaufroide ou appliquez de la glace et demandez l'assistance médicale en cas de besoin.


Q1. Quel est la couleur de l'oxyde de cuivre(II)?R1. Noire.

Q2. Que se passe-t-il dans le godet F1 après quelque temps ?R2. La couleur de la solution vire au bleu.

Q3. Quels sont les ions qui donnent cette couleur à la solution?R3. Ions Cu2+.

Q4. Que remarquez-vous dans le godet F1 après avoir laissé le comboplate® pour la nuit?R4. Des cristaux bleus se sont formés.

Q5. Quelle est la substance du godet F1?R5. Des cristaux de sulfate de cuivre (CuSO4(s)).

(NB: Ce sont en fait des cristaux de pentahydrate sulfate de cuivre, CuSO4.5H2O. Toutefois lesenseignants pourraient préférer des noms et des formules plus simples.)

Q6. L'autre produit dans cette réaction s'est évaporé quand vous avez chauffé la solution et laissé le comboplate® pourla nuit. Qu'est-ce que çà pourrait être?

R6. L'eau.




Q7. Ecrire une équation avec des mots pour la réaction qui a eu lieu.R7. Acide sulfurique + oxyde de cuivre(II) →→→→→ sulfate de cuivre + eau

Q8. Ecrire une équation-bilan pour cette réaction.R8. H2SO4(aq) + CuO(s) →→→→→ CuSO4(s) + H2O(lllll)

Q9. Regardez le nom des cristaux qui se sont formés dans cette réaction. Ça s'appelle un SEL. Ce sel a été préparé àl'aide d'une réaction entre un acide et un oxyde de métal. Quelle est la partie du nom qui provient de l'oxyde demétal?

R9. La partie "cuivre" du nom sulfate de cuivre.

Q10. Quelle partie du nom qui provient de l'acide utilisé dans la réaction?R10. La partie "sulfate" du nom vient de l'acide sulfurique utilisé dans la réaction.

Q11. Quelle différence y aurait-il si vous aviez utilisé de l'acide chlorhydrique au lieu de l'acide sulfurique dans laréaction?

R11. Le sel formé serait le chlorure de cuivre.

Q12. Quels produits utiliseriez-vous pour préparer le sulfate de magnésium en se basant sur la réaction entre un acide etun oxyde de métal?

R12. Acide sulfurique et oxyde de magnésium.




CONDUCTIVITE ET pH DE SOLUTIONS D'ACIDES ET DE BASES



2. MatérielLa plupart du matériel requis peut être trouvé dans le Kit de Base ou le Kit Avancé de Microchimie du CentreRADMASTE. Une batterie de 9V est requise.

3. AstucesLa batterie de 9V est une source de différence de potentiel dans le circuit électrique. On doit expliquer auxélèves que la batterie seule ne peut pas allumer la DEL. Si les tiges de carbone connectées aux filsconducteurs ne sont pas placés en une solution d'électrolyte, la DEL ne s'allumera pas. Il est important dementionner ça pour éviter la misconception comme quoi la batterie seule peut allumer la DEL si une solutionconductrice est présente ou absente.

Si la DEL ne s'allume pas alors que les tiges de carbones sont immergées dans une solution acide/base, vérifiez si lesconnections de la batterie sont bien en place.

L'expérience est mieux performée dans une salle peu éclairée, parce qu'il est plus facile de voir et comparer l'intensité(luminosité) avec laquelle la DEL s'allume. L'autre alternative est de demander aux élèves de mettre leurs mains autour dela DEL pour obscurcir les alentours de la DEL.

Les éxtrémités des tiges de carbone dans la solution à tester ne doivent pas se toucher, sinon le circuit sera complété etla DEL s'allumera très fortement. Ceci donnera de faux résultats surtout si on teste une solution de basse conductivité.

Les solutions d'indicateur universel fournies par différents fabricants peuvent avoir des valeurs de pH variées. L'eau derobinet utilisée pour diluer les solutions d'acide ou de base peut aussi avoir différentes valeurs de pH. Pour cette raison,les couleurs ou les valeurs de pH obtenues par l'élève peuvent être légerèment différentes de celles données dans lesTableaux 1 et 2 des réponses modèles.

Les couleurs produites par l'indicateur représente une zone de pH plutôt qu'une valeur spécifique de pH. Pour cela il estdifficile d'assigner une valeur unique de pH à une certaine solution. Toutefois l'objectif de l'expérience est atteint parce qu'ilsera démontré que la solution de NaOH(aq) de plus grande concentration et de plus grand pH a une plus grandeconductivité que celle d'une plus faible concentration et un plus bas pH. De la même façon, le HCl(aq) de plus grandeconcentration et de plus bas pH a une plus grande conductivité que celui de faible concentration et plus grand pH.

La seringue doit être complètement sec à l'intérieur avant de dispenser une nouvelle solution autrement l'acide/ base seraplus dilué qu'on ne l'aurait voulu et cela semera la confusion pendant le test de pH.

La DEL s'allume quand les tiges de carbone sont placées dans l'eau de robinet. Ceci est dû au fait que l'eau de robinetcontient des ions autres que H3O+(aq) and OH-(aq). Ces ions augmentent la conductivité de l'eau de robinet ce qui allumela DEL. Même l'eau distillée produit une lumière terne sur la DEL parce qu'elle n'est pas complètement désionisée. Seulel'eau pure, complètement désionisée, n'aura pas une assez grande conductivité pour allumer la DEL.


L'acide chlorhydrique et l'acide acétique sont corrosifs. Si un acide entre en contact avec la peau, la partieaffectée doit être immédiatement lavée à grande eau. Les brûlures graves doivent être vues par un médecin.

L'hydroxyde de sodium et l' ammoniaque sont des bases corrosives. Si une base entre en contact avec lapeau, traitez comme indiqué ci-dessus pour les brûlures par acides.






PARTIE 1: Quelle est l'influence de la concentration d'une solution d'une base ou d'un acide sur leurconductivité et leur pH?

Q1. Préparer un tableau comme le Tableau 1 ci-dessous.

Tableau 1. Observations expérimentales (contient des réponses aux questions 1 à 6)

Q2. Noter vos observations à partir de l'étape 9.

Q3. Noter vos observations à partir de l'étape 10.

Q4. Calculer la concentration de chacune des solutions d' hydroxyde de sodium. Les écrire dans le Tableau 1.

Q5. Noter tous vos résultats pour l'acide chlorhydrique dans votre tableau.

Q6. Noter la valeur du pH de chaque solution dans votre tableau.

Q7. Quels godets possèdent la plus grande concentration d'hydroxyde de sodium et d'acide chlorhydrique et quellesétaient les valeurs de pH des solutions dans ces godets?

R7. Hydroxyde de sodium: Godet E1 - pH ~11-12Acide chlorhydrique: Godet F1 - pH ~2-3

Q8. Quels godets avaient la plus basse concentration d'hydroxyde de sodium et d'acide chlorhydrique et quelles étaientles valeurs de pH des solutions dans ces godets?


Q9. Qu'est-ce qui fait que l'indicateur de courant s'allume?R9. Les ions dans la solution sont nécessaires à l'existence d'un courant électrique dans le circuit. Plus

grande la concentration des ions, plus brillante sera la lumière de l'indicateur de courant.

Q10. L'indicateur de courant utilisé dans cette expérience ne s'allumera pas si les fils sont immergés dans de l'eau pure(désionisée). Si l'eau pure contient des ions H3O

+(aq) et OH-(aq), pourquoi l'indicateur de courant ne va-t-il pass'allumer?

R10. La concentration des ions hydronium (H3O+(aq)) et hydroxydes (OH-(aq)) dans l'eau pure est seulement de10-7 mol/lllll ou 0.000 000 1 mol/lllll chacun. Par conséquent la conductivité de l'eau pure est très faible. Cetindicateur de courant ne s'allumera pas quand la concentration des ions est très basse.

Q11. Dans quels godets l'indicateur de courant s'allume-t-il plus brillamment pour la solution d'hydroxyde de sodium etl'acide chlorhydrique et quelles étaient les valeurs de pH des solutions dans ces godets?


tedoG noitartnecnoCM/)qa(HOaN

uep:LEDalederèimuL?etnallirb,erèimuled noitulosaledHp

1E 500.0 etnallirb 21-11~

2E 52000.0 enret 11-01~

tedoGnoitartnecnoC

CH l M/)qa(uep:LEDalederèimuL

?etnallirb,erèimuled noitulosaledHp

1F 500.0 etnallirb 3-2~

2F 52000.0 enret 6-4~




Q12. Dans quels godets l'indicateur de courant brille moins pour la solution d'hydroxyde de sodium et d'acidechlorhydrique et quelles étaient les valeurs de pH des solutions dans ces godets?


Q13. Quelle est l'influence de la concentration d'une solution d'une base ou d'un acide sur leurs conductivité et leurs pH?R13. Les résultats expérimentaux ont montré que: plus grande la concentration d'un acide ou d'une base,

plus grande sera la conductivité de la solution. Ceci parce que, plus grande est la concentration d'unacide ou d'une base, plus grande sera la concentration en ions. De la même façon, plus grande est laconcentration d'une base, plus grande sera la concentration en ions hydroxydes et plus petite sera laconcentration en ions hydronium et donc plus grand sera le pH. Aussi, plus grande est la concentrationd'un acide, plus grande sera la concentration en ions hydronium (H3O+(aq)) et donc plus petit sera le pH.

PARTIE 2: Est-ce que la nature d' un acide ou d'une base influence la conductivité et le pH de cette solution?

Tableau 2. Observations Expérimentales (contient des réponses aux questions 1à 3)

Q4. Quelle solution parmi les godets E1 et E2 a la plus grande valeur de pH ?R4. Ni l'une ni l'autre. Les deux ont un pH de ~13.

Q5. Quelle solution parmi les godets E1 et E2 fait que l'indicateur de courant brille davantage ?R5. La solution d'hydroxyde de sodium dans le godet E2.

Q6. Qu'est-ce qui est la plus forte base: ammoniaque ou hydroxyde de sodium? Expliquer.R6. L'hydroxyde de sodium est la base la plus forte, d'où une solution d'hydroxyde de sodium 0.10 M a le

même pH mais plus de conductivité que d'ammoniaque 1.0 M. La concentration d'ammoniaque est 10fois plus grande que celle de l'hydroxyde de sodium, mais les deux solutions ont la même valeur de pH.

Q7. Laquelle des solutions des godets F1et F2 a le pH le plus bas ?R7. Ni l'une ni l'autre. Les deux ont un pH de ~1.

Q8. Laquelle des solutions des godets F1 et F2 fait que l'indicateur de courant brille davantage ?R8. L'acide chlorhydrique dans le godet F2.

Q9. Qu'est-ce qui est l'acide le plus fort : acide acétique ou acide chlorhydrique ? Expliquer.R9. L'acide chlorhydrique est l'acide le plus fort car une solution d'acide chlorhydrique 0.10 M a le même pH

et plus de conductivité qu'une solution d'acide acétique 1.0 M. La concentration de l'acide acétique est10 fois plus grande que celle de l'acide chlorhydrique, mais les deux solutions ont la même valeur depH.

Q10. Comment est-ce que la nature d'une base ou d'un acide influence la conductivité et le pH de leurs solutions?R10. La nature de la base ou de l'acide affecte la conductivité et le pH de leurs solutions. Les solutions

d'ammoniaque et d'hydroxyde de sodium par exemple sont toutes les deux basiques. Cependant, del'ammoniaque doit être 10 fois plus concentré qu'une solution d'hydroxyde de sodium pour que les deuxaient la même valeur de pH. Même à grande concentration, l'ammoniaque a une conductivitélégèrement plus petite que l'hydroxyde de sodium 0.10 M. D'où l'ammoniaque est appelée base faibletandis que l'hydroxyde de sodium est appelé base forte. De la même façon, l'acide acétique est appeléacide faible tandis que l'acide chlorhydrique est appelé acide fort.

tedoG M/noitartnecnoC noitulosedepyT Hp uep,talcé'dsap:LEDalederèimuL?etnallirbsèrt,etnallirb,talcé'd

1E 0.1 euqainommA 31~ etnallirB

2E 1.0 muidosededyxordyH 31~ etnallirbsèrT

1F 0.1 euqitécaedicA 1~ etnallirB

2F 1.0 euqirdyhrolhcedicA 1~ etnallirbsèrT




STOECHIOMETRIE DES REACTIONS DE PRECIPITATION


1. ProduitsTous les produits requis sont répertoriés dans le manuel. L'eau bouillante est nécessaire pour permettre auxprécipités de bien se déposer, mais l'expérience peut avoir lieu si elle n'est pas disponible.

2. MatérielLa plupart du matériel requis peut être trouvé dans le Kit de Base ou le Kit Avancé de Microchimie du CentreRADMASTE. Une règle est nécessaire pour mesurer la hauteur du précipité. Un récipient en plastique estnécessaire pour l'eau bouillante.

3. AstucesLes micropipettes à bout effilé utilisée pour dispenser les solutions de chromate de potassium (K2CrO4) et dechlorure de barium (BaCl2) dans la Partie1, et celles utilisées pour dispenser les solutions de nitrate de plomb(Pb(NO3)2) et l'iodure de sodium (NaI) dans la Partie 2, devraient être aussi identiques ou aussi rapprochéesque possible. Ceci pour assurer que les dimensions des gouttes delivrées sont similaires, sinon les rapportsde volumes obtenus des graphes seront trompeurs.

Les précipités de chromate de barium (BaCrO4) formés dans la Partie 1 et les précipités d'iodure de plomb (PbI2)formés dans la Partie 2, sont placés dans de l'eau bouillante pour leur permettre de bien se déposer. Toutefois lesprécipités finiront par se déposer même en l'absence d'eau bouillante. Une période de 10 minutes est requise pour leurpermettre de se déposer. Les rapports de volumes enregistrés à partir des graphes ne seront pas aussi précis quequand la phase d'ébullition est incluse dans la procédure, mais des résultats acceptables sont atteints.

Le récipient dans lequel l'eau bouillante est versée devrait être assez large pour accommoder le comboplate® Ex. uneboîte à crème-glacée de 2 litre ou équivalent. L'idéal serait que chaque élève ait son propre récipient. Si un récipientplus grand est disponible, quelques élèves pourraient l'utiliser en même temps à condition que l'eau de bain ne soit passurchargée de comboplates®. L'eau ne devrait pas atteindre une profondeur de plus de 1.5 cm, sinon les godets ducomboplate® seraient inondés.

Après que les comboplates® aient été enlevés du bain d'eau et laissés en place pour 5 minutes de plus, il peut y avoircondensation sur la plastique du comboplate®, ce qui obscurcirait les précipités et rendrait les mesures difficiles. Lacondensation est simplement enlevée en mettant du papier serviette entre les petits godets et la partie avant ducomboplate®.

Les élèves doivent être rappelés que les points marqués sur le graphe ne doivent pas être joints pour former unecourbe. Dans la pratique scientifique, la ligne la plus droite est dessinée à travers les points qui montrent une pentepositive et une autre ligne est dessinée à travers les points qui montrent un pente négative. Les deux lignes se croisentau vrai point maximum de la courbe, qui dans ce cas représente le plus grand précipité formé. Cette méthode permetun calcul plus précis des rapports de volumes, car la vraie hauteur de précipité maximal donnée par le graphe n'auraitpas pu être observée avec le nombre limité d'échantillons mesurés dans l'expérience.

Partie 1 Réaction du Chromate de Potassium (K2CrO4(aq)) et du Chlorure de Barium (BaClllll2(aq))

Dans la Partie 1, les couleurs de solutions au-dessus du précipité de BaCrO4 permet d'identifier quel réactif a été ajoutéen excès. La quantité de précipité obtenu est limitée par le réactif en petite quantité, laissant l' excès de l'autre réactifintact. Pour cette raison, quand le K2CrO4(aq) jaune est ajouté en excès, la solution au-dessus du précipité de BaCrO4sera jaune.

Si vous utilisez vos propres solutions pour une partie quelconque de cette expérience, assurez-vous que lesconcentrations des solutions utilisées sont identiques. Si vous préparez une des solutions requises à une plus grande(ou plus petite) concentration, le rapport molaire calculé ne sera pas le même que celui donné dans les réponsesmodèles. (Ex. Pour Partie 1, un rapport molaire de 1:1 pour K2CrO4:BaCl2 est attendu. Si le BaCl2(aq) est préparé àune plus grande concentration que le K2CrO4(aq), alors plus de gouttes de la solution de chromate sera requise pourqu'une réaction complète ait lieu. Le plus grand précipité ne sera pas mesuré dans le godet contenant 5 gouttes dechaque solution, mais plutôt dans celui avec plus de 5 gouttes de la solution de chromate. Le rapport molaire apparentexcédera donc 1:1.)

Partie 2 Réaction du Nitrate de Plomb (Pb(NO3)2(aq)) et Iodure de Sodium (NaI(aq))

Il est conseillé de bien nettoyer les précipités de PbI2 aussitôt que la Partie 2 est complétée. Si le nettoyage est retardé,une partie de PbI2(s) peut adhérer aux godets. Si ceci arrive, l'eau bouillante peut être utilisée pour racler lecomboplate®. Tout résidu récalcitrant peut être enlevé à l'aide d'une ouate enroulée autour d'un cure-dents ou d'unebrochette en bois.




4. AttentionVeuillez vous souvenir des précautions suivantes et informez vos élèves des dangers potentiels:

Les sels de barium et le chromate sont des poisons. Eviter tout contact entre les réactifs et les mélanges avec labouche, la peau ou les yeux. Lavez les régions affectées à grande eau. Traitez les éclaboussures de la mêmefaçon.

Les solutions et sels de plomb sont des poisons. Evitez tout contact avec eux, et jetez les précipités dans pots àdéchets.

5. Réponses modèles aux questions du manuelIl est recommandé aux élèves de copier les questions et les réponses dans leurs cahiers d'exercice. Si ceci estfait, les réponses ne doivent pas comporter des phrases complètes. Si les élèves ne copient pas les questionsdans leurs manuels, alors les réponses devraient être écrites sous forme de phrases complètes. Notez quecertaines questions peuvent seulement être répondues par ceux qui sont dans les classes supérieures. Leséquations sont écrites sous forme de mots à la place de formules chimiques lá où c'est requis.

Partie 1 Réaction du Chromate de Potassium (K2CrO4(aq)) et du Chlorure de Barium (BaClllll2(aq))

Q1. Quelle est la couleur de la solution de chlorure de barium?R1. Incolore.

Q2. Quelle est la couleur de la solution de chromate de potassium?R2. Jaune.

Q3. Que se passe-t-il dans le godet A1 après avoir ajouté une goutte de solution de chromate de potassium?R3. Un précipité jaune laiteux se forme.

Q4. Préparer un tableau comme le Tableau 3 ci-dessous.R4. Voir Tableau 3.

Q5. Compléter votre tableau.R5. Tableau 3

Q6. Préparer un graphe avec la hauteur du précipité (mm) sur l'axe des Y. Sur l'axe des X, mettez le volume de lasolution de chlorure de barium (de 0 à 10 gouttes avec une goutte d'intervalle) ainsi que le volume de solution dechromate de potassium (de 10 à 0 gouttes avec une goutte d'intervalle).

A partir du Tableau 3, on voit que le volume total de la solution ajoutée à chaque godet est de 10 gouttes.L'axe des X peut porter les volumes aussi bien de BaClllll2(aq) que de K2CrO4(aq). A chaque volume deBaClllll2(aq), le volume de K2CrO4(aq) est (10 gouttes - gouttes de BaClllll2(aq)). Par exemple, sur l'axe des X,on pourrait faire des subdivisions de 3 gouttes de solution de chlorure de barium et 7 gouttes de solutionde chromate de potassium.

Godet Gouttes de BaCl2(aq)[0.50 M] [0.50 M]/ (V1)

Gouttes de K2CrO4(aq) [0.50 M]/ (V2)

Hauteur du précipité/ mm

10 0 0.0

A1 9 1 1.0

A2 7 3 2.7

A3 5 5 3.9

A4 3 7 3.0

A5 1 9 1.5

0 10 0.0




R6.

Q7. La méthode scientifique utilisée pour trouver le rapport du volume avec un graphe comme celui que vous avezpréparé est tracer la meilleure ligne droite passant par l'ensemble des points se trouvant sur une pente positive,et une autre ligne droite passant par une série de points se trouvant sur une pente negative.

Ainsi, tracer la meilleure ligne droite passant par les points se trouvant entre 0 et le nombre de gouttes dechlorure de barium donnant le maximum de hauteur de précipité. Ensuite, tracer la meilleure ligne droite passantpar l'ensemble des points se trouvant entre le nombre de gouttes donnant une hauteur maximum et le point 10.L'intersection des deux lignes est le point maximum réel de la courbe (i.e où le maximum de précipité a lieu).

Tracer une perpendiculaire de ce point sur l'axe des X et noter le nombre de gouttes de BaCl2(aq) et celles deK2CrO4(aq) là où la perpendiculaire rencontre l'axe.

R7. Volume (V1) de BaClllll2(aq) en gouttes: 4.9 gouttesVolume (V2) de K2CrO4(aq) en gouttes: 5.1 gouttes

Q8. Qu'est ce qui fait que le précipité se forme, quand les solutions de chlorure de barium et de chromate depotassium sont mélangées?

R8. Quand les solutions de chlorure de barium et de chromate de potassium sont mélangées, une réactionchimique a lieu et résulte en formation de chromate de barium. Le chromate de barium est insoluble etdonc précipite en laissant le chlorure de potassium en solution.

Q9. Vous allez remarquer dans le Tableau 3 que la hauteur du précipité à 0 gouttes et à 10 gouttes de chlorures debarium a une valeur de 0 mm. Expliquer cela.

R9. A 0 goutte de BaClllll2(aq), il y a seulement du K2CrO4(aq) dans le godet. Par conséquent pas de réaction etdonc pas de précipité de chromate de barium. A 10 gouttes de BaClllll2(aq), il n'y a pas de K2CrO4(aq) et dela même façon pas de réaction.

Q10. Pourquoi est-ce que la hauteur du précipité change quand le rapport chlorure de barium:chromate de potassiumchange?

R10. Comme les proportions des réactifs ajoutés changent, la quantité du produit change aussi c-à-d lechromate de barium, qui se forme et précipite.

Q11. Calculer le rapport de volume (V1/V2) correspondant au maximum de hauteur du précipité.R11.

Dans la marge d'erreur expérimentale, ceci équivaut à un rapport de volume de 1.

Hau

teur

de

préc

ipité

/mm

HAUTEUR DE PRECIPITE vs GOUTTES DE BaClllll2(aq)/K2CrO4(aq)

V(BaCl2) ~ 4.9 gouttesV(K2CrO4) ~ 5.1 gouttes

Gouttes de BaCl2(aq) Gouttes de K2CrO4(aq)

4.9 gouttes 5.1 gouttes

V1 = = 0.96V2




Q12. Que concluez-vous du rapport de volume dans la question 11 à propos du rapport molaire selon lequel le chlorurede barium et le chromate de potassium réagissent?

R12. Le rapport molaire est de 1.0.

Q13. Justifiez votre réponse à la question 12R13. Le précipité maximum est formé au rapport V1/V2 de 1.0 (ou 1:1). Ceci signifie que la plus grande quantité

de chromate de barium s'est formé quand un volume de BaClllll2 a réagi avec un volume de K2CrO4.Comme les concentrations de BaClllll2(aq) et de K2CrO4(aq) sont les mêmes, nous pouvons dire que BaClllll2a réagi avec K2CrO4 dans un rapport molaire de 1:1.

Q14. Ecrire une équation-bilan representant la réaction chimique entre le chlorure de barium et le chromate depotassium.

R14. BaClllll2(aq) + K2CrO4(aq) →→→→→ BaCrO4(s) + 2KClllll(aq)

Q15. Que pourrait être le rapport molaire (voir question 12) si les concentrations de solutions de chlorure de barium etde chromate de potassium étaient doublées? Donnez une raison à votre réponse.

R15. Le rapport molaire resterait de 1.0. A partir de l'équation-bilan, on peut voir que 1 mole de chlorure debarium réagit complètement avec une mole de chromate de potassium. Par conséquent, un changementde concentration n'affectera pas le rapport molaire.

Q16. Que remarquez-vous concernant l'aspect des solutions au dessus des précipités dans les godets A1 et A2?R16. Elles sont claires et incolores (si le comboplate® était placé dans l'eau bouillante) ou laiteuse (si l'eau

bouillante n'était pas utilisée).

Q17. Que remarquez-vous concernant l'aspect des solutions au dessus des précipités dans les godets A4 et A5?R17. Elles sont jaunes.

Q18. Expliquer les observations faites dans les questions 16 et 17. (Rappelez-vous de vos observations sur lescouleurs de BaCl2(aq) et de K2CrO4(aq) au début de l'expérience.)

R18. La quantité de précipité du chromate de barium formé est déterminée par le réactif de petit volume,laisssant un excès intact de l'autre réactif. Dans les godets A1 et A2, il y avait plus de gouttes deBaClllll2(aq) que de K2CrO4(aq). Comme le rapport de réaction de BaClllll2:K2CrO4 est 1.0, seule une goutte deBaClllll2(aq) a réagi avec une goutte de K2CrO4(aq) dans le godet A1. Les 9 autre gouttes de BaClllll2(aq) sontrestées intactes comme une solution claire au-dessus du précipité dans le godet A1. De la même manièredans le godet A2, seules 3 gouttes sur 7 de BaClllll2(aq) ont réagi avec 3 gouttes de K2CrO4(aq). Dans legodet A4, Il y avait plus de gouttes de chromate de potassium que de chlorure de barium. Seules 3gouttes de K2CrO4(aq) ont réagi avec 3 gouttes de BaClllll2(aq). Les 7 autres gouttes de K2CrO4(aq) sontrestées intactes comme une solution jaune au-dessus du précipité. De la même façon, dans le godet A5,seulement une goutte sur 9 de K2CrO4(aq) a réagi avec une goutte de BaClllll2(aq).

Partie 2 Réaction du Nitrate de Plomb (Pb(NO3)2(aq)) et Iodure de Sodium (NaI(aq))

Q1. Préparer un tableau comme celui de Tableau 3.R1. Tableau 3

Q2. Noter les hauteurs des précipités dans votre tableau.R2. Voir Tableau 3.

Q3. Préparer un graphe avec la hauteur du précipité (mm) sur l'axe des Y. Sur l'axe des X, placez le volume de lasolution de nitrate de plomb (de 0 à 12 gouttes à une goutte d'intervalle), ainsi que le volume de la solutiond'iodure de sodium (de 12 à 0 gouttes à une goutte d'intervalle).

Godet Gouttes de Pb(NO3)2(aq) [0.50 M] / (V1)

Gouttes de NaI(aq) [0.50 M]/ (V2)

Hauteur du précipité/ mm

0 12 0.0

A1 2 10 0.8

A2 4 8 2.0

A3 7 5 1.2

A4 8 4 1.0

A5 10 2 0.5

12 0 0.0




Du Tableau 3, on peut voir que le volume total des solutions ajoutées à chaque godet est de 12gouttes. Ainsi, l'axe des X peut servir d'axe des volumes de Pb(NO3)2(aq) et de NaI(aq). A chaquevolume de Pb(NO3)2(aq), le volume de NaI(aq) est (12 gouttes - gouttes de Pb(NO3)2(aq)). Par exemple,sur les X, une subdivision peut représenter 3 gouttes de solution de nitrate de plomb et 9 gouttes desolution d'iodure de sodium.

R3.

Q4. Tracer la meilleure ligne droite passant par un ensemble de points entre 0 et le nombre de gouttes de nitrate deplomb qui a donné le plus de précipité. Ensuite, tracez la meilleure ligne droite passant par le maximum deprécipité et le point des 12 gouttes de nitrate de plomb (i.e 0 gouttes de NaI(aq) et le point où il n'y a pas deréaction). Le point d'intersection des deux lignes est le point maximum réel sur la courbe (i.e où le maximum deprécipité a lieu). Tracer une perpendiculaire à partir de ce point vers l'axe des X et noter le volume (V1) dePb(NO3)2(aq) et le volume (V2) de NaI(aq) en gouttes, où la perpendiculaire rencontre l'axe.

R4. Volume (V1) de Pb(NO3)2(aq) en gouttes: 4.08 gouttesVolume (V2) de NaI(aq) en gouttes: 7.92 gouttes

Q5. Qu'est-ce qui fait qu'un précipité se forme quand les solutions de nitrate de plomb et d'iodure de sodium sontmélangées?

R5. Quand les solutions de nitrate de plomb et d'iodure de sodium sont mélangées, une réaction chimique alieu ce qui résulte en formation d'iodure de plomb. L'iodure de plomb est insoluble dans l'eau et doncprécipite. Le nitrate de sodium reste en solution.

Q6. Calculer le rapport de volume (V1/V2) correspondant à la hauteur maximum du précipité.R6.

Dans la marge d'erreur expérimentale, ceci équivaut à un rapport de volume de 0.5.

Q7. Que déduisez-vous du rapport de volume dans la question 6 à propos du rapport molaire selon lequel le nitratede plomb et l'iodure de sodium réagissent?

R7. Le rapport molaire est de 0.5.

Q8. Justifiez votre réponse à la question 7.R8. Un maximum de précipité est formé à un rapport V1/V2 de 0.5 (or 1:2). Ceci signifie que la plus grande

quantité d'iodure de sodium est formé quand un volume de Pb(NO3)2 a réagi avec 2 volumes de NaI.Comme les concentrations de Pb(NO3)2(aq) de NaI(aq) sont les mêmes, on peut dire que le Pb(NO3)2 aréagi avec NaI dans un rapport molaire de 1:2.

Q9. Ecrire une équation-bilan représentant la réaction chimique entre le nitrate de plomb et l'iodure de sodium.R9. Pb(NO3)2(aq) + 2NaI(aq) →→→→→ PbI2(s) + 2NaNO3(aq)

Gouttes de Pb(NO3)2(aq)Gouttes de NaI(aq)

V(Pb(NO3)2 ~ 4.08 gouttesV(NaI) ~ 7.92 gouttes

HAUTEUR DE PRECIPITE vs GOUTTES DE Pb(NO3)2(aq)/NaI(aq)

Hau

teur

de

préc

ipité

/mm

4.08 gouttes 7.92 gouttes= = 0.52

V1

V2




MISE EN EVIDENCE D'IONS EN SOLUTIONS AQUEUSES


1. ProduitsTous les produits requis sont répertoriés dans le manuel. L'eau de robinet est nécessaire dans la Partie 1.



11 M d'acide chlorhydrique est extrêmement corrosif. 1.0 M d'acide sulfurique et 2.0 M d'acide nitrique sontaussi dangereux si ils ne sont pas manipulés avec soin. Si un acide entre en contact avec la peau, la partieaffectée doit être immédiatement lavée à grande eau. Les brûlures graves doivent être vues par un médecin.


L'argent est un métal cher. Les solutions de nitrate d'argent sont aussi chères et ne devraient pas êtregaspillées!


Partie 1. Mise en Evidence d'Ions Sulfate

Q1. Qu'observez-vous quand une solution de chlorure de barium est ajoutée à chacun des godets A1 à A4?R1. Godet A1: La solution reste claire.

Godet A2: La solution devient laiteuse.Godet A3: La solution devient laiteuse.Godet A4: La solution reste claire.

Q2. Dans quel(s) godets observe-t-on un précipité?R2. Godets A2 et A3.

Q3. Ecrire la (les) formules(s) chimique(s) représentant le(s) précipité(s) observés dans les godets A1 à A4.

Le chlorure de sodium et le chlorure de zinc sont tous les deux solubles dans l'eau.

R3. BaSO4(s) dans le godet A2 et BaCO3(s) dans le godet A3.

Q4. L'addition d'une solution de chlorure de barium (comme dans le mode opératoire précédant) peut-elle servir à mettreen évidence des ions sulfates en solution aqueuse? Justifiez votre réponse.

R4. Non. Ceci parce que le carbonate ainsi que le sulfate ont formé un précipité blanc après addition de lasolution de chlorure de barium.

Q5. Qu'observe-t-on lorsqu'une goutte de solution d'acide chlorhydrique 11 M est ajoutée dans chacun des godets A1 àA4?

R5. Godet A1: La solution reste claire.Godet A2: La solution reste laiteuse.Godet A3: Des bulles sont visibles. Une solution claire se forme.Godet A4: La solution reste claire.




Q6. Dans quel(s) godet(s) observe-t-on un précipité?R6. Godet A2.

Q7. Ecrire la (les) formule(s) chimique(s) représentant le(s) précipité(s) observé(s) dans les godets ci-dessus aprèsl'ajout de HCl(aq).

R7. BaSO4(s).

Q8. Expliquez les changements observés dans les godets A1 à A4 après l'ajout de HCl(aq).R8. Quand l'acide chlorhydrique est ajouté au godet A3, le précipité de carbonate de barium réagit pour

former du dioxyde de carbone gazeux (CO2(g)), de l'eau et du chlorure de barium. Le chlorure debarium est soluble dans l'eau et on voit donc "disparaître" le précipité.

Q9. En partant de vos observations, montrez comment vous pourriez mettre en évidence les ions sulfate en solution.R9. Pour mettre en évidence les ions sulfate en solution, il faut ajouter de l'acide chlorhydrique suivi du

chlorure de barium. Un précipité blanc se forme si le sulfate est présent.

Q10. Quelle expérience permettrait de montrer qu'une solution contient à la fois des ions carbonate et des ions sulfate?R10. Le chlorure de barium pourrait être ajouté en premier lieu. Si un précipité blanc se forme, ça pourrait

indiquer la présence de carbonate, de sulfate, ou des deux. Ensuite on pourrait ajouter de l'acidechlorhydrique. Si le précipité est partiellement dissout et des bulles de gaz se forment, ceci indique lecarbonate et le sulfate.

Partie 2. Mise en Evidence d'Ions Halogénure

Q1. Préparer un tableau ressemblant au Tableau 1 ci-dessous.Tableau 1

Q2. Notez vos observations dans le tableau.R2. Voir Tableau 1.

Q3. Y-a-t-il réaction chimique dans un godet quelconque de A1 à A3? Expliquez votre réponse.R3. Oui. Un précipité s'est formé dans chaque godet. Ceci est une preuve qu'une réaction chimique a eu

lieu.

Q4. Ecrire les équations-bilan des réactions qui se sont produites dans les godets A1 à A3.R4. Godet A1: NaClllll(aq) + AgNO3(aq) →→→→→ AgClllll(s) + NaNO3(aq)

Godet A2: NaBr(aq) + AgNO3(aq) →→→→→ AgBr(s) + NaNO3(aq)Godet A3: NaI(aq) + AgNO3(aq) → → → → → AgI(s) + NaNO3(aq)

Q5. D'après vos observations, est-il possible de savoir quels ions halogénures sont en solution en ajoutant du nitrated'argent? Expliquez votre réponse.

R5. Oui. Un précipité qui s'est formé dans chaque godet avait une couleur différente. Le chlorure d'argentest blanc, le bromure d'argent est jaune, et l'iodure d'argent est jaune foncé.

tedoG erunégolah'dnoituloS elaitiniecnerappA elanifecnerappA

1A CaN lllll )qa( erolocni cnalbétipicérpnu

2A )qa(rBaN erolocni rialcenuajétipicérpnu

3A )qa(IaN erolocni enuajétipicérpnu


MICROCHIMIECHAPITRE IV



COULEURS DE FLAMME



2. MatérielTout le matériel requis peut être trouvé dans le Kit RADMASTE Avancé de Microchimie. Des serviettes en papiersont nécessaires pour sécher la tige de verre entre les tests de différentes solutions.

3. AstucesIl serait opportun de faire cette expérience dans une salle peu éclairée, car les couleurs de flamme sont mieuxobservées sous une faible lumière. Celà peut être fait en fermant les rideaux de la salle. Si la salle oùl'expérience est faite n'a pas de rideaux, les lumières de la salle peuvent être éteintes pour rendre la salle unpeu sombre.

Une fois que l'extrémité de la tige a été immergée dans la solution à tester, elle doit être immédiatement placée dans leflamme du microbrûleur pour que la couleur de l'ion métallique puisse être observée.

Il est important de rincer la tige de verre avec de l'eau de robinet et la sécher avant de tester la prochaine solution. Il peutse faire qu'un résidu se forme à l'extrémité de la tige là où la flamme a été tenue. Si le résidu n'est pas nettoyé en rinçantet en séchant, les autres solutions deviendront contaminées.

Vous pourriez prolonger l'expérience en donnant des solutions inconnues aux étudiants pour le test. On peut leurdemander d'identifier les ions de métaux (Ca2+, Cu2+, Na+ or K+) qui sont dans la solution.


L'acide nitrique est corrosif. Si de l'acide est versé sur la peau, l'endroit affecté doit être immédiatement lavéavec une bonne quantité d'eau. Les brûlures sévères doivent recevoir un traitement médical.

Ne jamais pointer une micropipette ou une seringue contenant un acide vers le haut.

Ne jamais pointer une micropipette ou une seringue contenant un acide vers le haut. Un petit momentd'inattention peut être cause d'un accident grave. Si un acide quelconque est jeté dans l'oeil, rincerimmédiatement l'oeil avec beaucoup d'eau. Après avoir soigneusement rincé l'oeil, vous pouvez le traiteravec une solution diluée d'hydrogénocarbonate de sodium (utilisé dans les pâtisseries). Cette substance aideraà neutraliser l'acide dans l'oeil. Le patient devra être urgemment envoyé chez un médecin spécialiste sipossible.



Q1. Dresser un tableau qui résume vos observations dans cette expérience. Y inclure la solution de sel que vous avezutilisée, les ions métalliques présents dans la solution et les couleurs de la flamme.

R1.lesednoituloS alsnadseuqillatémsnoI

noitulosemmalfaledrueluoC

ON(aC 3)2 )qa( aC +2 )qa( eguor

ON(uC 3)2 )qa( uC +2 )qa( trev

CaN lllll )qa( aN + )qa( enuaj

ONK 3 )qa( K+ )qa( erpruop




Q2. Ecrire une équation avec des mots pour la réaction qui a eu lieu dans le godet F1.R2. Oxyde de calcium + acide nitrique →→→→→ nitrate de calcium + eau

Q3. Ecrire une équation-bilan pour la réaction qui a eu lieu dans le godet F1.R3. CaO(s) + 2HNO3(aq) → → → → → Ca(NO3)2(aq) + H2O(lllll)




PREPARATION ET PROPRIETES DU SULFURE D'HYDROGENE


1. ProduitsTous les produits requis sont répertoriés dans le manuel d'instruction. L'eau de robinet est nécessaire.


3. AstucesL'acide chlorhydrique doit être ajouté lentement au sulfure de fer du godet F2, sinon le vigoureux bouillonnementpeut expulser le mélange à travers le tuyau en silicone dans le godet F1. Les couvercles doivent aussi être bienserrés pour éviter des fuites.

L'expérience doit avoir lieu dans un endroit bien ventilé car les fumées de sulfure d'hydrogène sont nocives. Les élèvesdoivent éviter d'inhaler les fumées directement!

Après avoir testé le pH de la solution dans le godet A2, l'enseignant doit assurer que les élèves ne mettent pas trèslongtemps pour compléter le reste du manuel d'instruction. La solution formée dans le godet F1 est un acide faible et sion met longtemps entre la mise en évidence du dichromate et les solutions de nitrate de métal dans les godets A, lesulfure d'hydrogène gazeux peut s'échapper de la solution. Les résultats obtenus pourraient ne pas être convaincants.

La suspension jaune ou blanche qui se forme avec la solution de dichromate acidifiée peut être mieux observée sous lecomboplate®.


L'acide chlorhydrique 11 M est extrêmement corrosif. Si l'acide entre en contact avec la peau, la partieaffectée doit être immédiatement lavée à grande eau. Les brûlures sévères doivent être vues par un médecin.


Les fumées de sulfure d'hydrogène sont de fortes poisons. L'expérience doit avoir lieu dans une salle bienventilée. Si ceci n'est pas possible, l'expérience devrait être abandonnée ou performée à l'extérieur. Toutepersonne avec des troubles du foie ne devrait pas participer à cette expérience! Si quelqu'un éprouve desdifficultés respiratoires, il devrait ête mis dans un endroit où il y a de l'air frais. Si la respiration continue d'être laborieuse, le patient devrait être envoyé au médecin.

Les nitrates de plomb, de zinc et de cuivre sont toxiques quand ils sont ingérés ou absorbés par la peau.Lavez soigneusement vos mains à l'eau et au savon après manipulation de ces produits.

Le dichromate de potassium cause l'irritation de la peau et des yeux. Lavez vos mains au savon et à grandeeau après l'usage.

Les solutions de sulfure d'hydrogène et les résidus de sulfure de fer devraient être dilués à l'eau et jetés dansdes pots à déchets.


Q1. Qu'observez-vous dans le godet F1?R1. Les bulles de gaz traversent l'eau dans le godet F1.

Q2. Pouvez-vous percevoir une odeur quelconque à partir de l'ouverture du godet F1?Si oui, quelle serait la cause de cette odeur?

R2. Oui, il y a une odeur nocive en provenance du godet F1. Ceci est dû au sulfure d'hydrogène.




Q3. Ecrire une formule chimique pour le gaz produit dans le godet F2.R3. La formule chimique pour le sulfure d'hydrogène est H2S(g).

Q4. Etant donné le changement de couleur de l'indicateur, que pouvez-vous dire de la solution?R4. La solution est acide. Le sulfure d'hydrogène gazeux (H2S(g)) s'est dissout dans l'eau du godet F1 pour

former un acide faible (H2S(g) + H2O(lllll) →→→→→ HS-(aq) + H3O+(aq)). Ceci a causé à l'indicateur dans le godet A2de virer au rouge. Par contre, l'indicateur dans le godet A1 (contenant de l'eau de robinet) est resté vert.

Q5. Donner une équation chimique qui représente la réaction de l'acide chlorhydrique (HCl(aq)) avec le sulfure de fer(FeS(s)).

R5. 2HClllll(aq) + FeS(s) →→→→→ H2S(g) + FeClllll2(aq)

Q6. Quelle est la couleur de la solution dans les godets A3 et A4?R6. Godet A3: La solution est orange.

Godet A4: La solution paraît verte et a une suspension jaune pâle ou blanche.

Q7. Quelle preuve avez-vous pour montrer que le sulfure d'hydrogène aqueux H2S(aq) réagit avec le K2Cr2O7(aq)?R7. Les godets A3 et A4 contiennent tous les deux de l'acide chlorhydrique (HClllll), mais sont de différentes

couleurs. Par conséquent, le sulfure d'hydrogène (H2S) en solution a réagi avec le dichromate depotassium (K2Cr2O7) et a causé à la solution dans le godet A4 de virer au vert.

Q8. Si l'équation de la réaction est 3H2S + 8HCl + K2Cr2O7 → 2CrCl3 + 7H2O + 3S + 2KCl, est-ce uneréaction d'oxydo-réduction? Donner une raison à votre réponse.

R8. Oui, c'est une réaction rédox. Dans cette réaction les atomes de chromium en état d'oxydation de +6dans K2Cr2O7 sont réduits en état d'oxydation de +3 dans CrClllll3 (solution de couleur verte). Les atomesde soufre en état d'oxydation de -2 dans H2S sont oxydés à un état d'oxydation de 0 (zero) dans S (lasuspension jaunâtre, blanche). Les atomes de chromium ont reçu des électrons, tandis que les atomesde soufre les ont donnés.

Q9. Quelle est la couleur du mélange dans les godets A5 et A6?R9. Godet A5: Solution bleue.

Godet A6: Suspension noire, ou précipité noir et une solution incolore.

Q10. Quelle est la couleur du mélange dans les godets A7 et A8?R10. Godet A7: Solution incolore.

Godet A8: Suspension noire, ou précipité noir et une solution incolore.

Q11. Quelle est la couleur du mélange dans les godets A9 et A10?R11. Godet A9: Solution incolore.

Godet A10: Suspension blanche, ou précipité blanc et une solution incolore.

Q12. Est-ce que les solutions des godets A6, A8 et A10 ont réagi avec les sels de métaux qui ont été ajouté à eux.?R12. Oui. La solution de sulfure d'hydrogène dans A6, A8 et A10 a réagi avec les sels: nitrate de cuivre,

nitrate de plomb et nitrate de zinc respectivement.

Q13. Donner la raison de votre réponse à la question 12 et illustrer ce que vous pensez être arrivé dans chacun desgodets à l'aide d'une équation chimique.

R13. Godet A6: La formation d'un précipité noir indique une réaction chimique.H2S(aq) + Cu(NO3)2(aq) → → → → → CuS(s) + 2HNO3(aq)

Godet A8: La formation d'un précipité noir indique une réaction chimique.H2S(aq) + Pb(NO3)2(aq) →→→→→ PbS(s) + 2HNO3(aq)

Godet A10: La formation d'un précipité blanc indique une réaction chimique.H2S(aq) + Zn(NO3)2(aq) →→→→→ ZnS(s) + 2HNO3(aq)

Q14. Est-ce que le sulfure d'hydrogène (H2S(aq)) peut être oxydé par l'un ou l'autre des sels de métaux qui ont étéutilisés dans les godets A6, A8 et A10?

R14. Non. Le sulfure d'hydrogène en solution aqueuse n'est pas oxydé par les sels nitrates de cuivre, deplomb, ou de zinc.

Q15. Est-ce que le sulfure d'hydrogène (H2S(aq)) est réduit par l'un ou l'autre des sels de métaux qui ont été utilisésdans les godets A6, A8 et A10?

R15. Non. Le sulfure d'hydrogène en solution aqueuse n'est pas réduit par les sels nitrates de cuivre, deplomb ou de zinc.

Q16. Donner une raison à votre réponse aux questions 14 et 15.R16. L'état d'oxydation des atomes de soufre dans H2S et les sulfures de métaux (CuS, ZnS, PbS) est -2.

Comme il n'y a pas de changement en état d'oxydation des atomes S pendant ces réactions, les atomesS ne peuvent pas avoir été oxydés ou réduits.

Q17. Ecrire une phrase décrivant les deux types de réaction qui peuvent arriver quand du sulfure d'hydrogène réagit avecdes sels de métaux en solution aqueuse.

R17. Quand le H2S réagit avec les sels de dichromate de métaux en solution acide, une réaction rédox a lieuet le H2S est oxydé avec la formation de sulfure. Quand le H2S réagit avec les sels de nitrate de métauxen solutions aqueuses, des sulfures de métaux insolubles peuvent se former.




PREPARATION ET PROPRIETES DU DIOXYDE DE SOUFRE


1. ProduitsTous les produits requis sont répertoriés dans le manuel d'instruction. On aura besoin d'eau de robinet.

2. MatérielTout l'équipement requis peut être trouvé dans le Kit de Base ou le Kit Avancé de Microchimie du CentreRADMASTE

3. AstucesL'acide chlorhydrique (HCl(aq)) doit être ajouté lentement au sulfite de sodium dans le godet F3, autrement ledégagement gazeux initial peut expulser le mélange á travers le tuyau en silicone dans le godet F2.

Après addition du HCl(aq), le comboplate® doit être secoué pour empêcher qu'il y ait un effet retour, qui ferait que l'eausoit aspirée du godet F2 vers F3. Environ deux minutes sont nécessaires pour que suffisamment de dioxyde de soufrepuisse se former. Pendant ce moment, on doit s'assurer que l'apprenant secoue le comboplate® aussitôt qu'un effet retourest observé.

L'expérience doit être effectuée dans un endroit bien ventilé, car les fumées de dioxyde de soufre sont nocives. Lesapprenants doivent éviter d'aspirer les fumées.


L'acide chlorhydrique et l'acide sulfurique sont corrosifs. Si un acide quelconque est mis en contact avec lapeau, rincer immédiatement la zone affectée avec une grande quantité d'eau. Les brûlures importantesdoivent être traitées dans un centre médical.


Les fumées de dioxyde de soufre sont extrêmement nocifs. L'expérience doit être effectuée dans un endroitbien ventilé. Si celà n'est pas possible, on laisserait tomber celle-ci ou elle serait effectuée dans un autreendroit plus approprié. Les personnes qui ont des problèmes de foie ne devrait pas faire cette expérience. Siune personne commence à montrer des difficultés à respirer, elle doit être conduite dans un endroit contenantde l'air frais. Si les difficultés de respiration persistent, le patient sera pris chez le médecin.


Q1. Quelle est la couleur du papier indicateur? Quel est le pH de l'eau?R1. Si le papier litmus bleu est utilisé pour tester l'eau, il reste bleu. Si le papier indicateur universel est

utilisé, il vire au vert. Le pH de l'eau est ~7 (neutre).

Q2. Qu'observe-t-on dans le godet F3?R2. Des bulles se forment dans le mélange.

Q3. Sent--on une odeur provenant de l'ouverture du godet F2? Si oui, à quoi est dûe cette odeur?R3. Oui, une odeur provient de F2. Elle est dûe à la formation de dioxyde de soufre gazeux.

Q4. Quelle est la formule chimique du gaz qui s'est formé dans le godet F3?R4. La formule chimique du dioxyde de soufre est SO2(g)




Q5. Quelle est la couleur du papier indicateur? Que concluez-vous?R5. Le papier litmus bleu devient rouge ou rose quand il est plongé dans la solution du godet F2. Le papier

indicateur universel vire aussi au rouge/rose. Le dioxyde de soufre gazeux formé dans le godet F3 sedissout dans l'eau du godet F2 pour former une solution acide faible, qui fait que le papier indicateurvire au rouge/rose.

Q6. Donnez l'équation chimique de la réaction entre la solution d'acide chlorhydrique HCl(aq)) et le sulphite de sodium(Na2SO3(s)).

R6. Na2SO3(s) + 2HClllll(aq) → → → → → 2NaClllll(aq) + SO2(g) + H2O(lllll)

Q7. Quelle est la couleur dans chacun des godets: F1 et F2?R7. Godet F1: Orange Godet F2: Vert

Q8. Quels sont les ions responsables de la couleur de la solution dans le godet F1?R8. Les ions dichromate (Cr2O7

2-(aq)) en solution sont responsables de la couleur orange du godet F1.

Q9. Expliquer toute différence de couleur entre la solution du godet F1 et celle du godet F2.R9. La solution du godet F1 est orange, tandis que la solution du godet F2 est verte. La couleur des ions

chrome(III) en solution est verte. La couleur différente du godet F2 indique que les ions dichromateoranges ont été réduits en ions chrome(III) verts en solution acide.

Q10. Est-ce que le dioxide de soufre est oxydé ou il est réduit par le dichromate de potassium dans une solution acide?R10. Le dioxyde de soufre en solution est oxydé par le dichromate de potassium (K2Cr2O7(aq)) en solution

acide. L' équation-bilan de la réaction serait:

H2SO4(aq) + K2Cr2O7(aq) + 3SO2(aq) →→→→→ Cr2(SO4)3(aq) + H2O(lllll) + K2SO4(aq)




REACTION DU DIOXYDE DE SOUFRE ET SULFURE D'HYDROGENE




3. AstucesL'acide chlorhydrique (HCl(aq)) doit être ajouté lentement au sulfite de sodium dans le godet F3, sinon lebouillonnement initial peut expulser le mélange à travers le tuyau en silicone dans le godet F2.

Après que le HCl(aq) ait été ajouté, le comboplate® doit être secoué pour éviter le reflux d'eau du godet F2 dans le godetF3. Il faut environ deux minutes pour que assez de dioxyde de soufre se forme. Pendant ce temps, il faut que les élèvessecouent le comboplate® aussitôt qu'un effet retour est observé.

L'expérience doit avoir lieu dans un endroit bien ventilé car le dioxyde de soufre et le sulfure d'hydrogène sont des gaznocifs. Les élèves doivent éviter d'inhaler les fumées directement!

Le HCl(aq) doit être ajouté lentement au sulfure de fer pour éviter que la solution dans le godet F1 ne soit expulsée dansle godet F2.

L'apparence laiteuse de la solution est due à la formation de soufre (S(s)) solide. Le solide lui-même ne peut pas être vucar il reste en suspension, donnant à l'eau l'apparence laiteuse.


L'acide sulfurique est corrosif. Si un acide quelconque entre en contact avec la peau, la partie affectée doitêtre immédiatement lavée à grande eau. Les brûlures sévères doivent être vues par un médecin.


Les fumées de dioxyde de soufre et de sulfure d'hydrogène sont de fortes poisons. L'expérience doit avoir lieudans une salle bien ventilée. Si ceci n'est pas possible, l'expérience devrait être abandonnée ou performée àl'extérieur. Toute personne avec des troubles du foie ne devrait pas participer à cette expérience! Si quelqu'unéprouve des difficultés respiratoires, il devrait être mis dans un endroit où il y a de l'air frais. Si la respirationcontinue à être laborieuse, le patient devrait être envoyé au médecin.

Les solutions et les résidus de sulfure de fer devraient être dilués avec de l'eau et jetés dans un pot à déchets.


Q1. Qu'observez-vous dans le godet F2 où les deux gaz formés dans les godets F1 et F3 se mélangent en solutionaqueuse?

R1. L'eau claire dans F2 devient laiteuse et jaune.

Q2. Pour quelle raison pensez-vous que cela se passe ainsi? Quelle substance est observée dans le godet F2?R2. Le dioxyde de soufre formé dans le godet F3 et le sulfure d'hydrogène formé dans le godet F1 se sont

mélangés en solution aqueuse. Le soufre (un solide) s'est formé dans F2. Le solide en suspension faitque l'eau paraisse laiteuse.




Q3. Ecrire une équation chimique pour représenter la réaction entre les deux gaz en solution aqueuse.R3. SO2(aq) + 2H2S(aq) →→→→→ 3S(s) + 2H2O(lllll)

Q4. Est-ce que le sulfure d'hydrogène est oxydé ou réduit quand les deux gaz se mélangent en solution aqueuse?Donner une raison pour votre réponse.

R4. L'atome de soufre dans H2S a un nombre d'oxydation de -2. Ce nombre devient 0 quand l'atome S estdans le soufre solide. Les atomes H ne changent pas leur nombre d'oxydation. Le sulfure d'hydrogène adonc été oxydé.

Q5. Est-ce que le dioxyde de soufre est réduit ou oxydé quand les deux gaz se mélangent en solution aqueuse?Donner des raisons pour votre réponse.

R5. L'atome de soufre dans SO2 a un nombre d'oxydation de +4. Ce nombre devient zéro quand l'atome Sest dans le soufre solide. Les atomes O ne changent pas leur nombre d'oxydation. Les molécules dedioxyde de soufre ont gagné des électrons et ont été donc réduites quand les deux gaz se sontmélangés en solution aqueuse.




POLLUTION DE L'AIR PAR LE DIOXYDE DE SOUFRE




3. Astuces

Partie 1: Emission Incontrôlée de Dioxyde de Soufre

Quand vous ajoutez de l'acide chlorhydrique (HCl(aq)) au sulfite de sodium dans la Partie 1, il ne faut pas pousser lacanule de la seringue tout le long de l'orifice du couvercle 2. Poussez le piston de la seringue lentement: le HCl(aq)pourrait se collecter sous le couvercle si il est injecté en un temps.

Une période d'attente de trois à cinq minutes est recommandée avant de noter les observations (Parties 1, 2 et 3). Si vousattendez plus longtemps que ça, les résultats obtenus pourraient être différents de ceux décrits dans les réponsesmodèles parce que l'acidification de l'eau dans les petits godets augmente avec le temps.

Notez que tout courants d'air dans la salle influencera les résultats car le dioxyde de soufre gazeux (SO2(g)) peutatteindre les godets les plus périphériques du comboplate®. Ceci peut être utilisé pour montrer l'effet du vent dans lapropagation de la pollution de l'air, par exemple d'un quartier industriel à une ville éloignée. Pour éliminer l'effet descourants d'air, le comboplate® peut être placé dans un récipient peu profond comme un carton vide.

Partie 2: La Fonction d'une Cheminée dans la Dispersion des Polluants de l'Air

Dans la Partie 2, l'acide doit être ajouté lentement au godet E3, sinon le vigoureux bouillonnement dans le godet peutexpulser l'acide à travers le tuyau en silicone.

L'entrée de la seringue dans le couvercle 2 doit être bouchée aussi vite que possible après avoir retiré la seringue, sinonune quantité suffisante de SO2(g) peut s'échapper du godet E3 et embrouiller les résultats.


Dans la Partie 3, l'oxyde de calcium doit être placé de façon aussi serrée que possible dans le tuyau en silicone pour qu'ilne soit pas expulsé quand le HCl(aq) est ajouté au godet. L'acide ne doit pas être ajouté trop rapidement parce que celaaugmentera la pression dans le godet ce qui pourrait forcer tout l'oxyde de calcium à l' extérieur du tuyau en silicone.

Comme dans la Partie 2, l'entrée de la seringue dans le couvercle 1 doit être immédiatement bouchée après retrait de laseringue pour éviter que le SO2(g) ne s'échappe et embrouille les résultats.


L'acide chlorhydrique est corrosif. Si un acide entre en contact avec la peau, la partie affectée doit êtreimmédiatement lavée à grande eau. Les brûlures sévères doivent être vues par un médecin.


Les fumées de dioxyde de soufre sont des poisons. L' expérience doit avoir lieu dans un endroit bien ventilé.Si cela n'est pas possible, l'expérience devrait être abandonnée ou faite à l' extérieur. Si quelqu'un éprouvedes difficultés respiratoires, il devrait être mis dans un endroit où il y a de l'air frais. Si la respiraton continue àêtre laborieuse, le patient devrait recevoir de l'oxygène et être envoyé à un médecin.





Partie 1: Emission Incontrôlée de Dioxyde de Soufre

Q1. Quels sont la couleur et le pH de la solution aqueuse de l'indicateur universel au début de l'expérience?R1. La couleur de la solution d'indicateur dans l'eau de robinet des petits godets est vert. Le pH est donc de

7 (neutre).

Q2. Qu'arrive-t-il à la couleur de la solution aqueuse de l'indicateur universel dans les godets? Qu'arrive t-il au pH decette solution ?

R2. La couleur de l'indicateur a graduellement changé du vert au rouge à la surface de l'eau dans certainsgodets. Le pH est entrain de diminuer c-à-d que la solution est entrain de devenir acidique.

Q3. Expliquer votre réponse à la question 2 en utilisant une équation chimique pour représenter la réaction qui pourraitavoir lieu.

R3. SO2(g) + H2O(lllll) →→→→→ H2SO3(aq)

Q4. Est-ce que les couleurs de la solution aqueuse changent uniformément:a) sur toute la surface de la solution dans chacun des godets,b) du haut en bas dans chacun des godets?

R4. a) Non. La couleur ne change pas uniformément sur toute la surface de la solution dans chaquegodet. Quelques godets proches de la source de dioxyde de soufre ont leur surface entièrecolorée au rouge. Les autres godets plus éloignés ont seulement la partie externe de la surfacecolorée au rouge tandis que la partie centrale de leur surface est toujours verte. Dans quelquesgodets, la couleur n'a pas du tout changé.

b) Non. La couleur n'a pas uniformément changé de haut en bas dans chaque godet. La couleur dela solution à la surface est rouge, tandis que la couleur en dessous est verte.

Q5. Suggérer une raison pour votre réponse à la question 4.R5. Le dioxyde de soufre gazeux a réagi avec les couches superficielles de la solution aqueuse de

l'indicateur universel avec lesquels il est d'abord venu en contact causant à cette couche de deveniracide. Plus les godets étaient éloignés de la source de SO2, moins la couleur de la solution a changé.

Q6. Est-ce que l'acidification de la solution est la même dans tous les petits godets du comboplate® ? Expliquer votreréponse.

R6. Non, l'acidification de la solution n'est pas la même pour tous les petits godets. Les contenus des godetsproches de la source de dioxyde de soufre ont été plus acidifiés tandis que ceux plus éloignés l'ont étémoins. Certains godets n'ont pas été acidifés du tout comme en témoigne la couleur verte de la solution.

Q7. Dans combien de godets l'eau a -t-elle été acidifiée ? (Répondez à cette question pas plutard que 5 minutes àpartir du moment où vous avez commencé l'expérience.)

R7. L'acidification variera avec les conditions, mais normalement 40 - 45 godets sont acidifiés après environ5 min.

Q8. Est-ce que le nombre de godets ayant une acidification de l'eau serait plus grand ou plus petit si six au lieu de troismicrospatulées de sulfite de sodium étaient ajoutées au godet E3 au début de l'expérience. Expliquer votreréponse.

R8. Le degré d'acidification serait plus si six microspatules de sulphite de sodium étaient utilisées.L'addition de plus de sulphite de sodium dans la réaction devrait résulter en augmentation de l'émissionde dioxyde de soufre gazeux, à condition que l'acide chlorhydrique utilisé soit suffisant.

Q9. Comment la distribution de l'acidification a-t-elle changée du premier moment où vous avez observé les godets audessous du comboplate® ? Expliquer votre réponse.

R9. Les solutions dans les godets proches de la source de SO2(g) sont rouges du sommet vers le fond dechaque godet. Les solutions dans certains autres godets ont une couche rouge à la surface, une coucheorange en dessous et une couche verte au fond du godet. D'autres godets à la périphérie ducomboplate® sont rouges à la surface et verts au fond du godet. Les solutions dans d'autres godets sontrestées seulement vertes.




Partie 2: La Fonction d'une Cheminée dans la Dispersion des Polluants de l'Air

Q1. Est-ce que l'acidification de la solution est la même dans tous les petits godets du comboplate® ? Expliquer votreréponse.

R1. Non, l'acidification n'est pas la même pour tous les petits godets. Les contenus des godets plus prochesde la source de dioxyde de soufre sont les plus acidifiés. Quelques godets périphériques pourraientmontrer une petite acidité, mais seulement sur les bords du godet.

Q2. Dans combien de godets l'eau a été acidifiée? (Répondre à cette question pas plus de 5 minutes après le début del'expérience.)

R2. L'acidification variera avec les conditions, mais normalement entre 12 et 25 godets sont acidifiés aprèsenviron les 5 minutes.

Q3. Comparer votre réponse à la question 2 ci-dessus à votre réponse de la question 7 dans la Partie 1. Est-ce que lenombre de godets montrant une acidification de l'eau est moins élevée quand une cheminée est présente?

R3. Le nombre de godets montrant une acidification est plus petit que dans la Partie1. Ceci montre que lafonction de la cheminée est de pousser les polluants de l'air plus haut dans l'atmosphère et de lesdisperser et donc de diminuer le degré d'acidification dans la région autour de la source de pollution.


Q1. Dans combien de godets l'eau a-t-elle été acidifiée? (Répondez à cette question dans les 5 minutes après le débutde l'expérience.)

R1. Aucun godet n'a été acidifié.

Q2. Ecrire une équation chimique équilibrée de la réaction entre le SO2(g) et le CaO(s) dans la cheminée.R2. SO2(g) + CaO(s) →→→→→ CaSO3(s)

Q3. Ecrire une phrase décrivant l'effet de l'oxyde de calcium sur les émissions de SO2.R3. L'oxyde de calcium élimine le SO2 comme polluant de l'air. Tout le dioxyde de soufre gazeux a été

converti en sulphite de calcium solide.




PREPARATION ET MISE EN EVIDENCE DE L'ACIDE CHLORHYDRIQUE


1. ProduitsTous les produits requis sont répertoriés dans la manuel. L'eau de robinet et l'eau chaude sont nécessaires.Vous avez peut-être de l‘acide sulfurique (H2SO4(aq)) concentré dans votre laboratoire de l'école. Laconcentration de cet acide est de 98% ou environ 18 M. Si vous utilisez l'acide sulfurique 18 M pour fairecette expérience, le comboplate® sera détruit. Il vous faudra diluer l'acide sulfurique de la concentration18 M à 13.5 M comme suit:

Mettez 25 ml d'eau dans un gobelet. Mesurez attentivement 75 ml d'acide sulfurique 18 M dans un cylindre de mesureou un autre récipient convenable. Ajoutez de petits volumes d'acide sulfurique à l'eau et remuez constamment la solutionaprès chaque addition. Ne versez pas l'eau dans l'acide. La chaleur produite par la rencontre entre l'acide etl'eau peut causer un giclement de l‘acide. Eviter tout contact entre l'acide et la peau, les yeux ou lesvêtements parce qu'il est très corrosif! Si cela arrive, irriguez la partie affectée à l'eau et demandez un avismédical si nécessaire.


3. AstucesSi possible l'acide sulfurique pourrait être chauffé avant que les élèves commencent l'expérience. Ça permettrade sauver du temps.

L'eau de robinet dans certains endroits peut avoir une haute teneur en chlorure. Par conséquent, dépendant de la régionoù l'expérience se passe, un précipité blanc de chlorure d'argent (AgCl(s)) peut être obtenu quand l'eau de robinet esttesté avec la solution de nitrate d'argent (AgCl(s)). Ceci n'est généralement pas un problème comme le précipité dechlorure d'argent obtenu après production d'acide chlorhydrique (HCl(aq)) est de quantité plus grande et donc plus visibleque celui dû à la teneur en chlorure de l'eau.

Quand vous ajoutez l'acide sulfurique au chlorure de sodium (NaCl(s)) dans le godet F1, une mousse se forme dans lasolution et des bulles dans le godet. Pour cela, l'acide doit être ajouté lentement, sinon la solution expulsera des bulles àtravers le tuyau en silicone dans le godet F2. Cela nécessitera de recommencer l'expérience. Permettez aux bulles dedisparaître avant d'ajouter une autre goutte d'acide.


L'acide sulfurique est corrosif. Si l'acide entre en contact avec la peau, la partie affectée doit êtreimmédiatement lavée à grande eau. Les brûlures sévères doivent être vues par un médecin.


L'argent est un métal cher. Les solutions de nitrate d'argent sont également chères et ne devraient pas êtregaspillées!


Q1. Notez la couleur de l' indicateur dans l'échantillon d'eau de robinet.R1. L'indicateur universel est vert dans l'échantillon d'eau de robinet.

Q2. Quel est le pH de l'eau?R2. Le pH d'eau est d'environ 7.




Q3. Qu'observez-vous dans le godet A4?R3. Il n'y a pas de réaction apparente entre l'eau de robinet et la solution de nitrate d'argent dans le godet

A4.

Q4. Que voyez-vous se passer dans le godet F1?R4. La réaction du mélange dans le godet F1 mousse avec la production de gaz.

Q5. Que se passe-t-il dans le godet F2?R5. Les bulles de gaz peuvent être vues entrer dans l'eau du godet F2.

Q6. Quel est la couleur de l'indicateur dans le godet A2?R6. L'indicateur est rouge dans le godet A2.

Q7. Est-ce que la solution est acide, basique ou neutre?R7. La solution est acide.

Q8. Que se passe-t-il dans le godet A5?R8. La solution claire dans le godet A5 devient immédiatement laiteuse un est précipité blanc se dépose.

Q9. Ecrivez une équation-bilan illustrant la réaction qui a lieu dans le godet F1.R9. H2SO4(aq) + NaClllll(s) →→→→→ HClllll(g) + NaHSO4(aq)

Q10. Quel est le nom du gaz qui a formé des bulles dans l'eau du godet F2?R10. Le chlorure d'hydrogène (HClllll(g)) est le gaz qui a produit des bulles dans le godet F2.

Q11. Expliquez pourquoi l'eau du godet F2 a changé de pH. Qu'est-ce que cela vous apprend à propos du gaz qui estproduit dans le godet F1?

R11. Le chlorure d'hydrogène est un acide gazeux, qui se dissout dans l'eau pour former l'acidechlorhydrique (HClllll(aq)).

Q12. Ecrivez une équation-bilan illustrant la réaction du gaz avec de l'eau dans le godet F2. A partir de cette équation,identifier les ions qui ont fait que l' indicateur universel ait changé de couleur.

R12. HClllll(g) + H2O(lllll) →→→→→ H3O+(aq) + Clllll-(aq)

Les ions hydronium (H3O+(aq)) ont donné à la solution ses propriétés acidiques et ont causé à l'indicateuruniversel d'apparaître rouge.

Q13. Quelle autre preuve y-a-t-il pour vos réponses aux questions 10 et 11? Ecrivez l'équation-bilan de la réaction deprécipitation dans le godet A5.

R13. Le nitrate d'argent (AgNO3(aq)) a réagi avec l'acide chlorhydrique pour former un précipité blanc dechlorure d'argent (AgClllll(s)). La réaction de précipitation peut être représentée soit comme:

AgNO3(aq) + HClllll(aq) →→→→→ AgClllll(s) + HNO3(aq)

ou:

Ag+(aq) + Clllll-(aq) →→→→→ AgClllll(s)




PREPARATION ET MISE EN EVIDENCE DE L'ACIDE NITRIQUE


1. ProduitsTous les produits requis sont répertoriés dans la manuel. L'eau de robinet est nécessaire. Vous avez peut-êtrede l‘acide sulfurique (H2SO4(aq)) concentré dans votre laboratoire de l'école. La concentration de cet acide estde 98% ou environ 18 M. Si vous utilisez l'acide sulfurique 18 M pour faire cette expérience, lecomboplate® sera détruit. Il vous faudra diluer l'acide sulfurique de la concentration 18 M à 9 M comme suit:

Mettez 50 ml d'eau dans un gobelet. Mesurez attentivement 50 ml d'acide sulfurique 18 M dans un cylindre de mesureou un autre récipient convenable. Ajoutez de petits volumes d'acide sulfurique à l'eau et remuez constamment la solutionaprès chaque addition. Ne versez pas l'eau dans l'acide. La chaleur produite par la rencontre entre l'acide etl'eau peut causer un giclement de l‘acide. Eviter tout contact entre l'acide et la peau, les yeux ou lesvêtements parce qu'il est très corrosif! Si cela arrive, irriguez la partie affectée à l'eau et demandez un avismédical si nécessaire.


3. AstucesLa première partie de l'expérience nécessite que l'acide nitrique (HNO3(aq)) soit produit de l'acide sulfurique et lenitrate de potassium (KNO3(s)). Après que l'acide sulfurique ait été ajouté au nitrate de potassium quelquesgrains de nitrate de potassium restent dans le godet F1. Ceci est dû au fait qu'un excès de nitrate de potassiuma été utilisé. Il n'est donc pas nécessaire de perdre du temps en remuant la solution dans le godet F1 pouressayer de dissoudre le nitrate de potassium .

La deuxième partie de l'expérience nécessite que le produit formé dans le godet F1 soit testé pour prouver que l'acidenitrique a été réellement formé. La solution en provenance du godet F1 est ajouté aux copeaux de cuivre du godet F3.Cette installation est représentée dans le diagramme fourni, où une pièce de Prestik ou plasticine bouche la prise d'air ducouvercle 1. Il ne faut pas boucher la prise d'air avant que l'acide ait été ajouté aux copeaux de cuivre, sinon lapression créée dans le godet F3 expulsera le couvercle du godet. Il est conseillé que les élèves lisentattentivement le mode opératoire et ne suivent pas seulement le diagramme.

Si le gaz brun de dioxyde d'azote (NO2(g)) se forme peu de temps après l'addition de l'acide nitrique aux copeaux decuivre, il ne serait même pas nécessaire de boucher la prise d'air du couvercle 1. Toutefois, une fois que le dioxyded'azote s'est échappé du godet F3, boucher la prise d'air du couvercle 1 resultera en formation de plus de dioxyde d'azoteau dessus de la solution de nitrate de cuivre bleue dans le godet et on verra une couleur brune.


L'acide sulfurique est corrosif. Si un acide entre en contact avec la peau, la partie affectée doit êtreimmédiatement lavée à grande eau. Les brûlures sévères doivent être vues par un médecin.


Le dioxyde d'azote est un gaz toxique piquant. Il ne faut pas inhaler ses fumées. Assurez-vous quel'expérience a lieu dans une salle bien ventilée.


Q1. Quel est le nom des produits aqueux formés lors de la réaction?R1. Les produits de la solution aqueuse formés dans la réaction sont l'acide nitrique (HNO3(aq)) et

l'hydrogénosulfate de potassium (KHSO4(aq)).




Q2. Ecrire une équation-bilan illustrant la réaction qui se passe dans le godet F1 entre l'acide sulfurique (H2SO4(aq)) etle nitrate de potassium (KNO3(s)).

R2. H2SO4(aq) + KNO3(s) →→→→→ HNO3(aq) + KHSO4(aq)

Q3. Que se passe-t-il dans le godet F3?R3. Après quelques secondes, des bulles peuvent être vues à partir de la surface des copeaux de cuivre.

Q4. Voyez-vous des produits gazeux colorés se former?R4. Non, les produits gazeux colorés ne se forment pas immédiatement.

Q5. Quelle est la couleur de la solution dans le godet F3 après 3 - 5 minutes?R5. La solution dans le godet F3 est de couleur bleue claire.

Q6. Quelle est la couleur du gaz formé dans le godet F3?R6. Le gaz formé dans F3 est de couleur brune.

Q7. Identifier les produits et leurs couleurs respectives que vous observez dans le godet F3.R7. Les produits étaient la solution bleue de nitrate de cuivre (Cu(NO3)2(aq)) et un gaz identifié par les bulles

qui se sont élevées à la surface de la solution bleue au fur et à mesure que le cuivre réagissait. Ce gazétait incolore et ne pouvait pas être vu au-dessus de la solution. On peut deviner que c'était dumonoxyde d'azote (NO(g)).

Q8. Ecrire une équation-bilan représentant la réaction qui se passe dans le godet F3.R8. 8HNO3(aq) + 3Cu(s) → → → → → 3Cu(NO3)2(aq) + 4H2O(lllll) + 2NO(g)

Q9. Le produit gazeux, monoxyde d'azote (NO), est incolore et ne peut pas être vu. Pourquoi le gaz du godet F3 est-ildevenu brun après avoir bouché le godet avec de la plasticine pour 5 minutes? (*Astuce: penser à la réaction deNO(g) avec l'air dans le godet F3.)

R9. Après que le couvercle ait été bouché, le monoxyde d'azote ne pouvait plus sortir du godet et donc aréagi avec le dioxygène (O2(g)) de l'air à l'intérieur du godet, pour produire du dioxyde d'azote (NO2(g))brun, gazeux. L'équation chimique représentant la réaction du monoxyde d'azote gazeux avec ledioxygène de l'air est:

2NO(g) + O2(g) →→→→→ 2NO2(g)

Q10. En quoi la réaction dans le godet F3 prouve-t-elle la production d'acide nitrique dans le godet F1?R10. La formation de NO2(g) par réaction avec le cuivre est caractéristique de l'acide nitrique. A part le

dibrome, le NO2 est le seul gaz brun. La formation d'une solution brune au fur et à mesure que laréaction se passe montre que le cuivre est entrain d'être dissout et les ions Cu2+ sont entrain d'êtreformés dans la solution.




SOLUBILITE DES SULFATES DE METAUX DU GROUPE 2 DANS L'EAU


1. ProduitsTous les produits requis sont répertoriés dans le manuel.

2. MatérielLa plupart du matériel requis peut être trouvé dans la Kit de Base ou le Kit Avancé de Microchimie du CentreRADMASTE. Une feuille de papier blanc est nécessaire sur laquelle on pose le comboplate® pour une meilleureobservation mais elle n'est pas fournie.

3. AstucesSi un des précipités formés a une surface irrégulière, remuez-le avec une microspatule propre et laissez-le sedéposer avant de comparer les hauteurs des précipités.

La réaction qui a lieu quand la solution de sulfate de sodium est ajoutée à la plupart des solutions de nitrates de métauxdu Groupe 2, peut être représenté comme suit:

Na2SO4(aq) + M(NO3)2(aq) →→→→→ MSO4(s) + 2NaNO3(aq)

Où M = Ca, Sr or Ba.

Ces sulfates de métaux sont insolubles dans l'eau et plongent au fonds du godet. Le sulfate de magnésium (M = Mg) parcontre est soluble dans l'eau et les ions Mg2+(aq) et SO4

2-(aq) restent dans la solution.


La solution de sulfate de sodium peut être nocive quand elle est avalée ou absorbée par la peau. Lavezsoigneusement vos mains après l'expérience.

Les solutions de nitrates de métaux du Groupe 2 peuvent être nocives quand elles sont avalées ou absorbéespar la peau. Elles sont irritantes pour la peau et pour les yeux. Si il y a contact avec la peau ou les yeux, lapartie affectée doit être lavée à grande eau.


Q1. Préparer un tableau similaire au tableau ci-dessous:

Tableau 1. Observations expérimentales

Q2. Observer les hauteurs des precipités formés dans chaque godet et enregistrer dans votre tableau lesquels desgodets avaient le plus de précipité et ceux qui en avaient le moins.

R2. Voir Tableau 1. (Notez qu'il n'y a pas de précipité dans le godet A1.)

Q3. Donner le nom et la formule du produit qui s'est formé dans chaque godet. Enregistrer cela dans votre tableau.R3. Voir Tableau 1.

Q4. Quel est l'ordre de solubilité des sulfates des éléments du Groupe 2 - Mg, Ca, Sr et Ba?R4. Mg > Ca > Sr > Ba

étipicerpedsulP edsulpcevaemèixueDétipicerp

cevaemèisiorTétipicerpedsulp étipicerpedsnioM

TEDOG 4A 3A 2A 1A

TIUDORP muiraBedetafluSOSaB 4 )qa(

muitnortSedetafluSOSrS 4 )qa(

muiclaCedetafluSOSaC 4 )qa(

muiséngaMedetafluSOSgM 4 )qa(




PREPARATION DE L'AMMONIAC


1. ProduitsTous les produits requis sont répertoriés dans le manuel. L'eau de robinet et l'eau chaude sont nécessaires.

2. MatérielLa plupart du matériel requis peut être trouvé dans le Kit de Base ou le Kit Avancé de Microchimie du CentreRADMASTE. Un grand récipient est nécessaire pour contenir l'eau chaude.

3. AstucesOn peut utiliser des boîtes à crème-glacée de 2 litres pour l'eau chaude. Elles sont idéales pour l'usageindividuel et peuvent aisément accommoder le comboplate® .

Faites flotter le comboplate® dans l'eau chaude et ne le poussez pas au fond du récipient.

Il est préferable d'utiliser de l'eau presque bouillante. A cette température, la réaction entre l'hydroxyde de calcium(Ca(OH)2(s)) et le chlorure d'ammonium (NH4Cl(s)) se passe rapidement et de bons résultats sont obtenus dans environ 1minute. Plus petite est la température de l'eau, plus lente sera la réaction et moins convaincants seront les résultats. (Ex.Le papier indicateur universel est bleu clair au lieu de violet ).

Si à n'importe quel moment pendant l'expérience il y a un reflux d'eau du godet F2 vers le godet F1, enlevez le tuyau ensilicone de l'installation.


L'ammoniac est un gaz toxique. Eviter d'inhaler les fumées qui se dégagent du godet F1. Assurez-vous quel'expérience a lieu dans une salle bien ventilée.


Q1. Quelle est la couleur de l'indicateur universel dans l'eau de robinet? Qu'est-ce que celà indique à propos de l'eau?R1. L'indicateur universel est de couleur verte dans l'eau. L'eau de robinet est neutre.

Q2. Qu'est-il arrivé au mélange de chlorure d'ammonium et d'hydroxide de calcium dans le godet F1?R2. Il semble que rien ne s'est passé dans le mélange dans le godet F1.

Q3. Décrivez l'odeur provenant du godet F1.R3. Il y a une odeur piquante caractéristique de l'ammoniac en provenance du godet F1.

Q4. Qu'est-il arrivé à la couleur de l'indicateur universel dans le godet F2?Qu'est-ce que celà indique à propos de la solution du godet F2?

R4. La couleur de l'indicateur universel a changé du vert au bleu ou violet. La solution dans le godet F2 estbasique.

Q5. Quelle évidence y-a-t-il prouvant que du gaz a été produit par la réaction entre le chlorure d'ammonium etl'hydroxyde de calcium, même s'il semble que rien n'est arrivé au mélange du godet F1?

R5. Une odeur piquante a été détectée en provenance du godet F1. La solution d'indicateur universel dansle godet F2 a changé de couleur, montrant qu'un certain produit gazeux doit s'être formé dans le godetF1 et est entré dans l'eau du godet F2 par le tuyau en silicone.

Q6. Que révèlent vos résultats avec la solution d'indicateur universel à propos du gaz produit dans le godet F1? Donnerune raison à votre réponse.

R6. Le gaz est soluble dans l'eau et forme une solution basique. Avant l'expérience, l'eau dans le godet F2s'était montrée neutre. Après que le mélange dans le godet F1 était chauffé, la solution dans le godet F2est devenue basique. Ceci implique que le gaz produit dans le godet F1 est basique, et qu'il s'est dissoutdans l'eau du godet F2 pour former une solution basique.




Q7. Quel est le nom du gaz produit dans le godet F1?R7. Le gaz produit dans F1 est l'ammoniac.

Q8. Pourquoi a-t-on utilisé l'hydroxyde de calcium (Ca(OH)2(s)) pour le mélange avec le chlorure d'ammonium(NH4Cl(s))?

R8. Quand le chlorure d'ammonium est chauffé, deux produits gazeux se forment: l'ammoniac et le chlorured'hydrogène. L'hydroxyde de calcium réagit avec le chlorure d'hydrogène dans une réaction deneutralisation pour former un sel (CaClllll2(s)). Ceci permet au gaz ammoniac d'être détecté en l'absencede chlorure d'hydrogène gazeux.

Q9. Ecrire une équation-bilan representant la réaction qui a eu lieu dans le godet F1.R9. 2NH4Clllll(s) + Ca(OH)2(s) → → → → → 2NH3(g) + CaClllll2(s) + 2H2O(lllll)

Q10. Ecrire une équation-bilan representant la réaction qui a eu lieu dans le godet F2R10. NH3(g) + H2O(lllll) →→→→→ NH4

+(aq) + OH-(aq)




PREPARATION ET PROPRIETES DU DIOXYDE D'AZOTE


1. ProduitsTous les produits requis pour les Parties 1 et 2 sont répertoriés dans le manuel. L'eau de robinet estnécessaire. L'eau chaude et l'eau froide sont nécessaires dans la Partie 2.

2. MatérielLa plupart du matériel requis peut être trouvé dans le Kit de Base ou le Kit Avancé de Microchimie du CentreRADMASTE. Des tasses en plastique sont requises dans la Partie 2. Si elles ne sont pas disponibles, toutrecipient qui peut contenir de l'eau chaude et de l'eau froide sera suffisant.

3. Astuces


Si les tournures de cuivre sont ternes, elles ne seront pas très efficaces dans la producton de dioxyde d'azote gazeuxNO2(g)). Essayez d'utiliser des tournures de cuivre très colorées qui produiront rapidement un volume substantiel deNO2(g).

L'acide nitrique doit être ajouté lentement aux tournures de cuivre dans le godet F2, sinon le vigoureux bouillonnementdans le godet pourrait expulser la solution dans le godet F2 à travers le tuyau en silicone vers le godet F1.

Pour détecter l'odeur du gaz, passez votre main au-dessus du godet F1 vers votre nez. Il ne faut pas inhaler le gazdirectement car c'est un poison asphyxiant.

Partie 2: L'Influence de la Température sur L'Equilibre Dioxyde d'Azote/Tétraoxyde de Diazote

Dans la Partie 2, l'air à l'intérieur du bulbe de la micropipette doit être expulsé en pressant le bulbe entre le pouce etl'index. Le bulbe doit être maintenu dans cette position jusqu'à ce que la pointe de la micropipette soit introduit dans laprise d'air du couvercle 1. Quand le bulbe est relaché, il se remplit de NO2(g) brun.

Pour éviter que le dioxyde d'azote ne s'échappe de la micropipette, la pointe devrait être tout le temps pincée.

La salle devrait être bien ventilée car le dioxyde d'azote qui s'échappe de la prise d'air du couvercle 1 peut être accablant.Après collection de NO2(g), la réaction dans le godet F1 peut être ralentie en enlevant le couvercle et en diluant le contenudu godet avec de l'eau de robinet.


L'acide nitrique est très corrosif. Si un acide entre en contact avec la peau, la partie affectée doit être lavée àgrande eau. Les brûlures sévères doivent être vues par un médecin.


Le dioxyde d'azote est un gaz piquant et toxique. Il ne faut pas inhaler ses fumées. Assurez-vous quel'expérience a lieu dans une salle bien ventilée.

La solution de nitrate de cuivre formée pendant la réaction de l'acide nitrique avec le cuivre peut être irritantpour la peau. Lavez soigneusement vos mains avec du savon après l'expérience.






Q1. Noter le pH de l'eau dans le godet F1. (Astuce: Utilisez le papier coloré indicateur de pH)R1. La couleur de la solution d'indicateur coloré universel est verte. Donc l'eau est neutre (pH 7).

Q2. Qu'observez-vous dans le godet F2 ?R2. Les tournures de cuivre se sont rapidement dissoutes dans l'acide nitrique du godet F2.

Q3. Pouvez-vous sentir quelquechose de la prise d'air du godet F1 ? (Décrivez ce que vous sentez.)R3. Oui. Il y a une odeur piquante (étouffante) en provenance du godet F1.

Q4. Quelle est la couleur du gaz produit dans le godet F2 ?R4. Le gaz produit dans F2 est de couleur brune.

Q5. Quel est le pH de la solution dans le godet F1 ?R5. La solution d'indicateur coloré universel est rouge. La solution est donc acide (pH~3).

Q6. Quel est le nom du gaz formé dans le godet F2 ?R6. Le gaz formé dans F2 est le dioxyde d'azote.

Q7. Quelle est la formule chimique du gaz formé dans le godet F2 ?R7. La formule chimique est NO2(g).

Q8. Quel est le nom du produit en solution aqueuse dans le godet F2 ?R8. Le produit dans la solution aqueuse est le nitrate de cuivre.

Q9. Donner une équation-bilan pour la réaction de l'acide nitrique 6 M avec le cuivre.R9. 8HNO3(aq) + 3Cu(s) →→→→→ 3Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(lllll)

Notez cependant que le monoxyde d'azote est incolore, tandis que le gaz formé dans F2 est brun. Ceciarrive quand le monoxyde d'azote est oxydé par le dioxygène dans le godet: 2NO(g) + O2(g) →→→→→ 2NO2(g).

Donc, l'équation complète est : 8HNO3(aq) + 3Cu(s) + O2(g) → → → → → 3Cu(NO3)2(aq) + 2NO2(g) + 4H2O(lllll)

Partie 2: L'Influence de la Température sur l'Equilibre Dioxyde d'Azote/Tétraoxyde de Diazote

Q1. Noter la couleur du gaz dans le bulbe de la micropipette.R1. Le gaz dans le bulbe de la micropipette est de couleur brune foncée.

Q2. Noter la couleur du gaz se trouvant dans le bulbe de la micropipette.R2. Le gaz dans la micropipette est de couleur brune claire.

Q3. A l'aide de l'équation chimique donnée, expliquer la différence de couleur entre le mélange gazeux dans lamicropipette à une température élevéee et à une basse température.

R3. Le mélange est brun foncé (et donc a une plus grande concentration en dioxyde d'azote) à hautetempérature. Quand la température a baissé, le mélange est devenu brun clair, indiquant une pluspetite concentration en dioxyde d'azote (et une plus grande concentration en tétraoxyde de diazote).

Q4. Ecrire une phrase décrivant l'influence de la température sur l'équilibre entre le NO2 et le N2O4.R4. La température affecte l'équilibre entre NO2(g) et N2O4(g). A haute températures la concentration de

dioxyde d'azote est plus grande et à basses températures, la concentration de tétraoxyde de diazote estplus grande.

Q5. Quelles molécules possèdent-elles la plus haute énergie - NO2 ou N2O4 ? Justifiez votre réponse.R5. Les molécules de NO2 sont des molécules à plus haute énergie. Elles se forment à partir de molécules

de N2O4 à hautes températures.

Q6. Selon le Principe de le Chatelier, et suivant vos observations, dans quel sens la réaction est-elle exothermique?R6. La direction vers l'avant (2NO2(g) → → → → → N2O4(g)) est exothermique car c'est le sens favorisé par de basses

températures.




PREPARATION ET MISE EN EVIDENCE DU DICHLORE


1. ProduitsTous les produits requis sont répertoriés dans le manuel. L'eau de robinet est nécessaire. Cette procédurenécessite que l'acide chlorhydrique 5 M (HCl(aq)) soit dilué à 2.75 M. Rappelez-vous qu'il faut toujours ajouterl'acide à l'eau et jamais l'inverse. Si vous ajoutez de l'acide chlorhydrique 5.5 M au permanganate depotassium les godets du comboplate® seront endommagés.

2. MatérielLa plupart du matériel requis peut être trouvé dans le Kit de Base ou le Kit Avancé de Microchimie du CentreRADMASTE. Du papier blanc et un stylo à encre sont requis.

3. AstucesAjoutez lentement l'acide chlorhydrique (HCl(aq)) 2.75 M au permanganate de potassium KMnO4(s), autrementle vigoureux bouillonnement dans le godet F1 peut expulser la solution dans le tuyau en silicone et de là dans legodet F2.

Le blanchiment par le dichlore peut être démontré en utilisant d'autres matériaux: essayez de tremper un tissu coloré ouune pétale de fleur dans la solution du godet F2.

Aussitôt que le test de blanchiment est complété, rincez soigneusement le comboplate® à l'eau. Ajoutez une solution deperoxyde d'hydrogène 10% au godet F1, autrement il sera taché de brun.


L'acide chlorhydrique est corrosif. Si un acide entre en contact avec la peau, la partie affectée doit êtreimmédiatement lavée à grande eau. Les brûlures sévères doivent être vues par un médecin.


Le dichlore est un gaz piquant, toxique. Il ne faut pas l'inhaler. Assurez -vous que l'expérience a lieu dans unesalle bien ventilé.

Le permanganate de potassium est un poison. Rincez soigneusement vos mains si un cristal entre en contactavec la peau.

La solution de dichlore formée dans le godet F2 pendant l'expérience est corrosive. Rincez bien vos mainsaprès l'expérience et évitez que la solution dans le godet F2 entre en contact avec un tissu quelconque parceque c'est un décolorant.


Q1. Enregistrer la couleur du papier indicateur avec de l'eau de robinet.R1. Si le papier tournesol bleu a été utilisé, il ne change pas de couleur quand il est trempé dans de l'eau

de robinet. Si un papier indicateur universel a été utilisé, la couleur du papier change au vert quand ilest trempé dans l'eau de robinet.

Q2. Que se passe-t-il dans le godet F1 quand vous ajoutez de l'acide chlorhydrique au permanganate de potassium?R2. La solution dans le godet F1 a fortement bouillonné quand un gaz était produit.




Q3. Qu'observez-vous dans l'eau du godet F2 après l'ajout du HCl(aq) au KMnO4(s) ?R3. Des bulles sont visibles dans le godet F2 après que l'acide chlorhydrique ait été ajouté au permanganate

de potassium. Ceci est une autre preuve qu'un gaz a été produit dans le godet F1.

Q4. Pouvez-vous sentir une odeur provenant de la prise d'air du couvercle du godet F2? (Si la réponse n'est pas sûre,passez votre main au dessous de la prise d'air dans la direction de votre nez.) Identifier l'odeur.

R4. Oui, il y a une forte odeur de eau de Javel provenant du godet F2.

Q5. Quelle est la couleur de ce deuxième morceau de papier indicateur?R5. Le papier indicateur est de couleur blanche. En d'autre mots, le papier indicateur a été blanchi.

Q6. Qu'arrive-t-il à l'encre sur le papier blanc?R6. L'encre a été aussi blanchie.

Q7. Expliquer les observations faites avec le papier indicateur et l'écriture à l'encre sur le papier blanc.R7. Le gaz formé dans le godet F1 s'est dissout dans l'eau du godet F2. Cette solution est un agent de

blanchiment.

Q8. Nommer le gaz formé dans le godet F1 et écrire sa formule chimique.R8. Le gaz formé dans le godet F1 est le dichlore. Sa formule chimique est Clllll2(g).

Q9. Ecrire une équation chimique pour la réaction qui a lieu entre le gaz formé dans le godet F1 et l'eau du godet F2.R9. La réaction chimique qui a lieu dans le godet F2 est: H2O(lllll) + Clllll2(g) →→→→→ HOClllll(aq) + HClllll(aq)

Q10. Quel type de réaction a-t-il lieu dans le godet F1? (Astuce: Pensez à l'état d'oxydation des différentes espèces desréactifs et des produits.)

R10. Une réaction d'oxydo-réduction (rédox) a eu lieu dans le godet F1.

Q11. Justifier votre réponse à la question 10.R11. L'atome chlore dans HClllll(aq) a un état d'oxydation de -1. Ceci a changé à 0 dans le dichlore (Clllll2(g)).

L'atome de chlore a donc perdu des électrons.

2Clllll- →→→→→ Clllll2 + 2e-

L'oxydant est KMnO4(s). (L'état d'oxydation du Mn = +7)

Q12. A partir de votre réponse aux questions 10 et 11, quelles sortes de substances sont-elles requises pour obtenir dudichlore à partir de l'acide chlorhydrique?

R12. Les agents oxydateurs (oxydants) sont requis pour obtenir du dichlore à partir de l'acide chlorhydrique.

Q13. Parmi les substances suivantes, lesquelles pourriez-vous utiliser pour produire du dichlore (Cl2(g)) à partir del'acide chlorhydrique (HCl(aq))? Expliquer votre choix.1. Chlorure de sodium (NaCl(s))2. Dioxyde de manganèse (MnO2(s))3.Chlorure de potassium (KCl(s))

R13. De ces trois substances seul le MnO2(s) est un oxydant et peut donc être utilisé.


MICROCHIMIECHAPITRE V



VITESSES DE REACTION - FACTEURS AFFECTANT LA VITESSE D'UNEREACTION HETEROGENE


1. ProduitsTous les produits nécessaires sont répertoriés dans le manuel d'instruction. L'eau de robinet est égalementrequise.


3. Astuces

Partie 1: L'Effet de l'Etat de Division des Réactifs

Dans la Partie 1, l'étudiant utilisera son jugement personel pour décider sur la grosseur du morceau de carbonate decalcium à utiliser. Les morceaux ne sont pas de grosseur uniforme. Si un petit morceau est utilisé, la quantité depoudre de carbonate de calcium doit être réduite. Aussi, plus de poudre sera nécessaire pour une comparaison quandle morceau utilisé est gros. Les gros morceaux peuvent aussi être brisés avec un objet dur. N'essayez pas de briser lesmorceaux dans le comboplate® car ils sont très durs et pourraient le casser.

Quand on ajoute de l'eau et de l'acide chlorhydrique, ceux-ci ne doivent pas être versés directement sur le morceau carcelui-ci commencerait à se casser. La vitesse de réaction observée sera affectée car l'aire du morceau aura changé.

Si le morceau de carbonate de calcium n'a pas complètement réagi après la Partie 1, il peut être retiré du godet l, rincéavec de l'eau et séché à l'air. Le morceau peut être réutilisé dans d'autres expériences.


Dans la Partie 2, la poudre de carbonate de calcium doit être répandue dans les grands godets pour éviter que de petitsmorceaux ne se forment à partir de la poudre.

Les différentes concentrations d'acide chlorhydrique utilisées dans la Partie 2 doivent déjà être dans les micropipettesavant que chacune d'elles ne soit ajoutée au CaCO3(s). Les micropipettes devraient être alignées dans l'ordre croissantdes concentrations, et puis chaque concentration d'acide sera ajouté rapidement pour qu'une bonne comparaison de lavitesse puisse être faite d'une concentration d'acide à l'autre.

Partie 3: L'Effet de la Température

Dans la Partie 3, la tige de verre chaude doit être déplacée dans le godet pour assurer un chauffage uniforme de lasolution.



Le carbonate de calcium peut être nocif s'il est ingéré ou absorbé dans la peau. Laver soigneusement vos mainsavec de l'eau et du savon après avoir manipulé le produit.

L'alcool méthylique est un poison. Ne pas inhaler les vapeurs ou boire le liquide.

Ne jamais permettre aux apprenants de jouer avec les allumettes. Traiter les brûlures avec de l'eau courantefroide ou de la glace, et demander de l'assistance médicale quand c'est nécessaire.

Faire attention de ne pas se brûler quand on travaille avec le microbrûleur et la tige chaude. Ne pas permettre latige chaude ou la flamme du microbrûleur de toucher le comboplate®, car celà fondrait le plastique. S'assurer quetous les brûleurs sont éteints quand ils ne sont pas en utilisation.






Partie 1: L'Effet de l'Etat de Division des Réactifs

Q1. Que peut-on observer dans les godets F1et F2 ?R1. Godet F1: De petites bulles se forment autour du morceau de carbonate de calcium. Les bulles montent

de manière continue à la surface de l'eau pour une longue période.Godet F2: Un courant vigoureux de bulles a lieu pour une courte période dans le godet F2 où le carbonate

de calcium est sous forme de poudre fine. Un bruit de pétillement est entendu.

Q2. Dans quel godet diriez-vous que la réaction se déroule plus rapidement? Donner une raison à votre réponse.R2. La réaction est plus rapide dans le godet F2. Les bulles de dioxyde de carbone gazeux (CO2(g)) sont

produits vigoureusement pour une courte période, tandis que production modérée de bulles dans le godetF1 continue de manière soutenue. Dans le godet F1, le morceau de carbonate de calcium a une surface decontact peu importante et il n'offre donc que très peu de molécules de carbonate de calcium pouvant réagiravec les molécules d'acide chlorhydrique. Dans le godet F2, le carbonate de calcium sous forme depoudre offre une surface de contact plus importante; il y a donc plus de moléules de carbonate de calciumcapable de réagir avec les molécules d'acide chlorhydrique, ce qui entraîne une production plus rapide dedioxyde de carbone gazeux (CO2(g)).

[NB: Dans cette réponse, on se réfère aux molécules de CaCO3. En effet, le CaCO3 solide est fait d'ionsCa2+ et CO3

2-. Si vos étudiants sont familiers avec celà, alors il serait mieux de se référer aux ionscarbonate plutôt qu'aux molécules de carbonate de calcium. De la même manière, il est correcte de seréférer aux ions hydrogen, H+(aq) ou H3O

+(aq), plutôt qu'aux molécules d'acide chlorhydrique.]

Q3. Ecrire une phrase décrivant l'effet de l'état de division du carbonate de calcium solide sur la vitesse de sa réactionavec de l'acide chlorhydrique.

R3. L'état de division du carbonate de calcium influence la vitesse de la réaction chimique hétérogène entre lecarbonate de calcium et l'acide chlorhydrique. Plus le carbonate de calcium est divisé, et plus grande est lasurface de contact (molécules exposées du réactif) disponible pour la réaction avec l'acide chlorhydrique etplus rapide est la réaction.


Q1. Qu'observe-t-on dans les godets F3, F4 et F5 ?R1. Godet F3: Une très lente réaction a lieu dans le godet F3 quand le HCl 0.1 M est ajouté.

Godet F4: Du dioxyde de carbone est lentement produit en petites quantités dans le godet F4 quand leHCl 1.0 M est ajouté. Les bulles montent à la surface de l'eau à un rythme soutenu.

Godet F5: Le dioxyde de carbone est produit vigoureusement dans le godet F5 quand le HCl 11 M estajouté. Les bulles montent très rapidement à la surface avec un bruit de pétillement.

Q2. Placer les godets dans une séquence, du godet dans lequel la réaction est plus rapide, à celui dans lequel elle est laplus lente.

R2. La séquence des godets de la plus rapide à la plus lente réaction est F5, F4, F3.

Q3. Quelle est la raison de la différence entre les vitesses de réaction?R3. Les godets F3, F4 et F5 contiennent la même quantité de poudre de carbonate de calcium, mais des

concentrations differentes d'acide chlorhydrique. Plus grande est la concentration de l'acide, et plus demolécules de HCl sont disponibles pour la réaction avec le CaCO3. Le godet F5 contient la plus forteconcentration d'acide chlorhydrique (i.e. 11 M) et le plus grand nombre de molécules de HCl par unité devolume. La réaction dans le godet F5 est dès lors plus rapide et une production plus rapide de dioxyde decarbone gazeux est observée. Le godet F4 contient environ un dixième de la concentration initiale d'acidechlorhydrique (i.e. 1.0 M) et moins de molécules de HCl par unité de volume sont disponibles pour laréaction avec le CaCO3. La réaction dans le godet F4 est donc en deuxième position de rapidité et commerésultat, le dioxyde de carbone gazeuxest formé plus rapidement dans le godet F4 que dans le godet F5. Legodet F3 contient environ un dixième de la concentration initiale d'acide chlorhydrique (i.e. 0.1 M) et le pluspetit nombre de molécules de HCl disponibles pour la réaction par unité de volume. La réaction dans legodet F3 est dès lors la plus lente et un plus petit volume de CO2(g) est produite par unité de temps.

[NB: dans cette réponse, nous nous référons aux molécules de HCl. De fait, il n' y en aura pas beaucoup ensolution aqueuse puisque le HCl est un acide fort. En solution aqueuse, on devrait avoir seulement desions hydrogène (H+(aq) ou H3O

+(aq)) et des ions chlorure. Si vos étudiants sont familiers avec celà, il seraitmieux de se référer aux ions hydrogène plutôt qu'aux molécules de HCl. ]





Q4. Ecrire une phrase décrivant l'effet de la concentration de l'acide chlorhydrique sur sa vitesse de réaction avec lecarbonate de calcium solide.

R4. Plus grande est la concentration d'acide chlorhydrique et plus rapide est la réaction avec le carbonate decalcium solide. Nous disons que le taux de réaction augmente lorsque la concentration de l'un des réactifs(l'acide chlorhydrique dans le cas présent) augmente.

Partie 3: L'Effet de la Température

Q1. Que peut-on observer dans les godets E1et E2?R1. Godet E1: Des bulles de dioxyde de carbone gazeux montent de manière continue à la surface dans le

godet E1 pour un certain temps.Godet E2: Des bulles de dioxyde de carbone montent rapidement et vigoureusement avec des

pétillements et ce pendant un petit moment.

Q2. Dans lequel de ces godets diriez-vous que la réaction est plus rapide? Donner une raison à votre réponse.R2. La réaction est plus rapide dans le godet E2, comme démontré par la vigeur et la courte période de

production de dioxyde de carbone gazeux (CO2(g)).

Q3. Quelle est la raison de vos observations dans la question 1 ?R3. L'eau ajoutée au godet E2 était chauffée par la tige de verre, ce qui a causé une accélération de la réaction

et c'est ainsi que la formation du dioxyde de carbone était vigoureuse et rapide. L'eau ajoutée au godet E1était à la température ambiante, résultant en une moindre vitesse de réaction avec un dégagement plusmodeste de bulles de dioxyde de carbone.

Q4. Ecrire une phrase décrivant l'effet de la température sur la vitesse de réaction.R4. Plus grande est la temperature à laquelle la réaction se passe et plus rapide cette réaction va être. Nous

disons que la vitesse de réaction augmente lorsque la température d'une réaction chimique hétérogèneaugmente.





VITESSES DE REACTION - L'INFLUENCE DES CATALYSEURS


1. ProduitsTous les produits nécessaires sont répertoriés dans le manuel d'instruction. Le mode opératoire exige que duperoxyde d'hydrogène (H2O2(aq)) 10% soit utilisé. Cette solution devrait être fraîche, car les solutions deperoxyde laissées en stockage sont susceptibles de se décomposer. Une solution fraîche est mieux préparéeà partir d'une solution de H2O2(aq) à 30%, et devrait être gardée dans des bouteilles opaques à des endroitsfrais et sombres en vue de minimiser la décomposition.


3. Astuces

Pendant l'introduction à cette expérience, il peut être utile aux étudiants de leur expliquer comment ils peuventidentifier la réaction:

2H2O2(aq) →→→→→ 2H2O(lllll) + O2(g)

i.e des bulles d'oxygène sont produits pendant que le peroxyde d'hydrogène se décompose. Le plus rapidement (ouvigoureusement) les bulles apparraissent, et le plus rapidement le peroxyde d'hydrogène se décompose. Quelquefois,le peroxyde d'hydrogène réagit avec d'autres substances et des bulles sont également observées. On devrait alorsattirer l'attention des étudiants sur le fait que ces substances ne sont pas des catalyseurs de la décomposition du H2O2,car après la réaction, de nouvelles substances ont été formées. Quand du MnO2(s) est ajouté au H2O2, des bullesapparraissent et le MnO2(s) n'est pas consommé dans la réaction. Celà est démontré par la masse noire laissée dans legodet après la réaction. Si plus de H2O2 est ajouté au MnO2 dans le godet, plus de bulles apparaitront car le MnO2catalysera la décomposition du peroxyde qu'on aura ajouté.


Le peroxyde d'hydrogène est corrosif, et c'est un agent décolorant. Si un peu de sa solution est versée sur la peauou sur un tissu, l'endroit affecté doit être immédiatement rincé avec de grandes quantités d'eau.

Ne jamais pointer une micropipette ou une seringue contenant du peroxyde d'hydrogène vers le haut. Un petitmoment d'inattention peut être cause d'un accident grave. Si du peroxyde est jeté dans l'oeil, le rincer avec del'eau courante.


Partie 1: Trouver un Catalyseur pour la Décomposition du Peroxyde d'Hydrogène

Q1. Que peut-on observer dans les godets F1, F2 et F3?R1. Godet F1: Aucune réaction dans le godet F1.

Godet F2: Aucune réaction immédiate dans le godet F2. (Après un certain temps, des bulles se forment.)Godet F3: Des bulles qui montent rapidement à la surface de la solution du godet F3 peuvent être

observées et un bruit de pétillement est entendu.

Q2. Pouvez-vous toujours voir le NaCl(s) dans le godet F1? Donner une raison à votre observation.R2. Non. Le NaClllll(s) s'est dissout dans le H2O2(aq).

Q3. Pouvez-vous toujours voir le Cu(s) dans le godet F2?R3. Oui, il y a encore du Cu(s) dans le godet F2.

Q4. Que se passe-t-il quand on ajoute plus de H2O2(aq) au F2?R4. Rien ne se passe quand plus de H2O2(aq) est ajouté au cuivre restant dans le godet F2.




Q5. Pouvez-vous toujours voir le MnO2(s) dans le godet F3?R5. Oui, il y a une masse noire de MnO2(s) au fond du godet F3.

Q6. Que se passe-t-il quand on ajoute plus de H2O2(aq) au F3?R6. Aussitôt que le peroxyde d'hydrogène est ajouté au dioxyde de manganèse au fond du godet F3, plus de

bulles apparaissent avec un bruit de pétillement.

Q7. Dans quel(s) godet(s) la réaction de décomposition du peroxyde d'hydrogène est-elle catalysée? Donner une raisonà votre réponse.

R7. La décomposition du peroxyde d'hydrogène est catalysée seulement dans le godet F3. Ceci était d'abordconfirmé par l'apparence de bulles, qui devraiet être du dioxygène gazeux (O2(g)) se formant aussitôt que leMnO2(s) était ajouté. (Astuce: voir l'équation). Quand plus de peroxyde d'hydrogène est ajouté au MnO2(s)au fond du godet, il y a encore plus de décomposition, ce qui prouve que le MnO2(s) n'était pas épuisé lorsde la décomposition initiale et était disponible pour décomposer encore plus de H2O2(aq). Le NaClllll(s) s'estdissout lentement dans la solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène. Le Cu(s) n'a pas tellement catalyséla décomposition du H2O2(aq), et quand le cuivre résiduel était testé avec une plus grande quantité deperoxyde d'hydrogène, aucune décomposition n'a été observée.

Q8. Ecrire une phrase décrivant la substance testée qui catalyse la décomposition du peroxyde d'hydrogène.R8. La poudre de dioxyde de manganèse (MnO2(s)) est un catalyseur pour la décomposition du peroxyde

d'hydrogène (H2O2(aq)). Le NaClllll(s) et le Cu(s) ne le sont pas.

Partie 2: L'influence de la Quantité de Catalyseur sur la Vitesse de Décomposition du Peroxyded'Hydrogène

Q1. Que peut-on observer dans les godets F5 et F6?R1. Godet F5: Un pétillement est entendu et des bulles sont rapidement dégagées de la solution.

Godet F6: Un pétillement violent est entendu et des bulles sont dégagées plus vigoureusement que dansle godet F5.

Q2. Dans quel godet le dégagement de bulles s'arrête-il d'abord ?R2. Le dégagement de bulles s'arrêtent d'abord dans le godet F6.

Q3. Dans quel godet la décomposition du peroxyde d'hydrogène est-elle la plus rapide? Donner une raison à votreréponse.

R3. Le peroxyde d'hydrogène se décompose plus vite dans le godet F6. Le dioxygène gazeux (O2(g)) estdégagé plus vigoureusement dans ce cas-ci, et le dégagement de bulles cesse rapidement car ladécomposition se passe plus rapidement que dans le godet F5.

Q4. Ecrire une phrase décrivant l'influence de la quantité de catalyseur sur la vitesse de décomposition du peroxyded'hydrogène.

R4. Plus grande est la quantité du catalyseur (MnO2(s)), plus rapide sera la décomposition du peroxyded'hydrogène.




VITESSES DE REACTION - L'INFLUENCE DE LA CONCENTRATION


1. ProduitsTous les produits nécessaires sont répertoriés dans le manuel d'instruction. On aura aussi besoin d'eau derobinet.

2. MatérielLa plupart des équipements nécessaires peuvent être trouvés dans le Kit RADMASTE de Base ou Avancé deMicrochimie. Un chronomètre ou une montre, du papier blanc et du papier graphique sont nécessaires.

3. Astuces

Partie 1: L'Influence de la Concentration du Thiosulfate de Sodium

Autant la concentration du thiosulfate de sodium décroit, autant le temps nécessaire pour que la solution deviennelaiteuse va augmenter. Ainsi le dernier dosage (i.e. 1 goutte de thiosulfate de sodium:7 gouttes d'eau, suivi par l'ajout de5 gouttes de HCl(aq) 11M ) prend plus de 4 minutes. Il n'est pas essentiel d'avoir ce point précisément pour tracer legraphe, si votre classe ne dispose pas de suffisamment de temps.

Une légère odeur de dioxyde de soufre (SO2(g)) est produite pendant l'expérience. Celle-ci provient du dioxyde desoufre généré pendant la réaction chimique. Celà pourrait être mentioné aux étudiants qui feront l'expérience.Alternativement, on pourrait leur demander de prendre note si jamais ils sentaient quelque chose durant l'expérience,puis leur demander s'ils pourraient identifier la cause de l'odeur.

Partie 2: L'Influence de la Concentration de l'Acide Chlorhydrique

Celà est étudié dans la Partie 2, où les vitesses de réaction de l'acide chlorhydrique 5.5 M et l'acide chlorhydrique 11 Mavec la même concentration de thiosulfate de sodium sont comparées.

L'eau utilisée dans l'expérience pourrait être chauffée auparavant et l'expérience répétée, en vue de voir dans quellemesure la température influence la vitesse d'une réaction chimique homogène.

Le comboplate® devrait être nettoyé aussitôt que possible après l'expérience, en vue d'éviter que du soufre adhère auxparois des petits godets. Si celà a quand même lieu, le comboplate® peut être nettoyé avec de l'eau bouillante. Lesrésidus résistants pourraient être enlevés à l'aide d'un peu de laine de coton enroulée autour d'un cure-dents ou unebûchette.


L'acide chlorhydrique 11 M est extrêmement corrosif. Si de l'acide est versé sur la peau, l'endroit affecté doit êtrelavé immédiatement avec une bonne quantité d'eau. Les brûlures sévères doivent recevoir un traitement médical.






Partie 1: L'influence de la Concentration de Thiosulfate de Sodium

Q1. Préparer un tableau comme le Tableau 1 ci-dessous.R1. Tableau 1.

Q2. Noter le temps initial et le temps final (quand le "X" n'est plus visible dans le godet A8) et noter vos résultats survotre tableau des résultats.

R2. Voir Tableau 1.Q3. Compléter votre tableau.R3. Voir Tableau 1.Q4. Que s'est-il passé quand l'acide chlorhydrique 11 M a été ajouté à la solution de thiosulfate de sodium?R4. Quelque temps après avoir ajouté l'acide chlorhydrique 11 M, la solution est devenue laiteuse.

Q5. Quel godet a-t-il la plus grande concentration de thiosulfate de sodium?R5. Le godet A8 a la plus grande concentration de thiosulfate de sodium.

Q6. Dans quel godet la réaction a-t-elle commencé pendant le temps le plus court?R6. Dans le godet A8, le "X" a disparu pendant le temps le plus court.

Q7. Dans quel godet la réaction a-t-elle été la plus rapide? Expliquer votre réponse.R7. La vitesse de réaction a été la plus rapide dans le godet A8, puisque c'est dans ce godet que le temps mis à

produire une quantité spécifique de soufre est le plus court.

Q8. Dessiner un graphique: Gouttes de solution de thiosulfate de sodium (axe des y) vs Temps de Réaction (axe des x).

tedoG

edsettuoGednoitulosedetaflusoiht

muidos

laitinispmeT)ces:nim(

lanifspmeT)ces:nim(

aledeéruDnoitcaér

)ces(

aledeéruD/1noitcaér

01x( 3- ces 1- )

1A 1 00:0 00:4> 042>

2A 2 00:0 81:2 831 52.7

3A 3 00:0 01:1 07 3.41

4A 4 00:0 95:0 95 9.61

5A 5 00:0 04:0 04 0.52

6A 6 00:0 63:0 63 8.72

7A 7 00:0 82:0 82 7.53

8A 8 00:0 02:0 02 0.05

GRAPHE 1: GOUTTES DE THIOSULFATE DE SODIUM (Na2S2O3) vs TEMPS DE REACTION

GO

UTT

ES

DE

Na 2S

2O3(a

q)

TEMPS DE REACTION/secondesLa vitesse d�une réaction chimique est dépendante de la température. Ces durées ont été déterminées à 220C.




Q9. Dessiner un graphe: Gouttes de solution de thiosulfate de sodium (axe des y) vs 1/Temps de Réaction (axe des x).

Q10. Quelle est la relation entre le nombre de gouttes de solution de thiosulfate de sodium et le temps de réaction?R10. Quand le nombre de gouttes augmente, le temps de réaction diminue (voir graphe 1). Au fait, le temps de

réaction est inversement proportionnel au nombre de gouttes (voir graphe 2).

Q11. Ecrire une phrase décrivant l'influence de la concentration du thiosulfate de sodium sur la vitesse de réaction avecl'acide chlorhydrique.

R11. Le vitesse de réaction est donné par 1/temps de réaction; la concentration du thiosulfate de sodium estproportionnelle au nombre de gouttes utilisées. Dès lors, le vitesse de réaction du thiosulfate de sodiumavec l'acide chlorhydrique est directement proportionnel à la concentration de thiosulfate de sodium dansle mélange. Quand la concentration de thiosulfate de sodium augmente, la vitesse de réaction augmente etvice versa.

Partie 2: L'Influence de la Concentration d'Acide Chlorhydrique

Q1. Noter le temps quand le "X" n'est plus visible sous le godet A1.R1. Le "X" n'est plus visible à 1 min 15 sec (i.e. 75 secondes).

Q2. Noter le temps quand le "X" n'est plus visible sous le godet A2.R2. Le "X" n'est plus visible sous le godet A2 à 55 secondes.

Q3. Ecrire une phrase décrivant l'influence de la concentration de l'acide chlorhydrique sur la vitesse de réaction avec lethiosulfate de sodium.

R3. Quand la concentration d'acide chlorhydrique augmente, la vitesse de réaction avec le thiosulfate desodium augmente.

GRAPHE 2: GOUTTES DE THIOSULFATE DE SODIUM (Na2S2O3) vs 1/TEMPS DE REACTION

GO

UTT

ES

DE

Na 2S

2O3(a

q)

1/TEMPS DE REACTION (x 10-3 sec-1)La vitesse d�une réaction chimique est dépendante de la température. Ces durées ont été déterminées à 220C.




CHANGEMENT D'ENTHALPIE POUR LES REACTIONS ENTRE ACIDES ET UNE BASE FORTE


1. ProduitsTous les produits nécessaires sont répertoriés dans le manuel d'instruction. L'eau de robinet est nécessairepour rincer la seringue et le thermomètre.

2. MatérielLa plupart des équipement requis peut être trouvé dans le Kit RADMASTE de Base ou Avancé de Microchimie.Un thermomètre est nécessaire en vue de mesurer les changements de température.

3. AstucesEn vue d'avoir des mesures de changement de température de manière plus facile et plus précise, il estpréférable d'avoir des thermomètres avec des graduations de 0.1oC d'intervalles. Si celà n'est pas possible,l'apprenant appréciera lui-même le niveau de mercure dans le thermomètre.

Au moment de mesurer les températures des solutions, attendez quelques secondes avant de noter les valeurs.Rassurez-vous que le bulbe du thermomètre est bien couvert de solution. Vous pourriez avoir besoin d'incliner un peu lecomboplate® pour y parvenir, si le thermomètre a un long bulbe.

Les solutions dans les godets du comboplate® doivent être agitées soigneusement avec le thermomètre avant que latempérature maximale soit enregistrée. Rincer toujours et sécher le thermomètre avant de mesurer la température de lasolution suivante.

Rassurez-vous que la seringue est soigneusement séchée à l'intérieur avant de l'utiliser dans la prise de la solutionsuivante, autrement l'eau de la seringue va diluer et/ou contaminer l'acide/base et causer des erreurs dans les résultats.

Les solutions utilisées pour préparer les réponses modèles ont été standardisées avant l'expérience, en vue d'obtenirles rapports molaires acide:base attendues. Celà permet d'obtenir des calculs plus corrects de changementsd'enthalpie. Souvent, les solutions d'acide et de base livrées par le fournisseur ne sont pas standardisées, ainsi lessolutions dont vous disposez pourraient ne pas être exactement 1.0 M de concentration.

Ce n'est pas absolutement nécessaire de standardiser les solutions pour cette expérience, mais si vous souhaitezobtenir des résultats qui sont proches, vous aurez à déterminer les concentrations de l'acide et de la base par titrageavant de permettre à l'apprenant d'effectuer l'expérience. Un lot d'analyse de 10,0 ml d'hydroxyde de sodium devraitêtre titré avec un acide bien choisi. Les rapports du volume acide:base est 1.0 i.e vous auriez besoin de 10,0 ml d'acidechlorhydrique pour neutraliser l'hydroxyde de sodium. Si vous trouvez que le rapport du volume est supérieur à 1.0,vous aurez à ajuster la concentration de la base en procédant à une dilution. Si le rapport de volume est inférieur à 1.0,l'acide devra être dilué. Un autre titrage devrait alors avoir lieu pour confirmer que l'acide et la base réagissent selon unrapport de volume 1:1.


L'acide chlorhydrique est corrosif. Si de l'acide est versé sur la peau, l'endroit affecté doit être lavé immédiatementavec une bonne quantité d'eau. Les brûlures sévères doivent recevoir un traitement médical.

Les fumées d'acide acétique sont irritants pour les yeux et pour les muqueuses de l'appareil respiratoire supérieur.Garder les bouteilles fermées quand elles ne sont pas utilisées.

L'hydroxyde de sodium est corrosif. Si une base quelconque est versée sur la peau, traiter comme pour lesbrûlures à l'acide tel que décrit ci-haut.


Le mercure est un métal qui est onéreux, et un poison. Soyez prudent pour ne pas faire tomber les thermomètres!





PARTIE 1: Le changement d'enthalpie (∆∆∆∆∆H) d'une réaction entre l'acide chlorhydrique (HClllll(aq))(un acide fort) et l'hydroxyde de sodium (NaOH(aq)) (une base forte)

Q1. Quelle est la température initiale de la solution d'hydroxyde de sodium ?R1. La température initiale du NaOH(aq) est 22.0 oC.

Q2. Quelle est la température initiale de l'acide chlorhydrique?R2. La température initiale du HClllll(aq) est 22.7 oC.

Q3. Calculer la moyenne des deux températures initiales. Celà représente la température initiale Ti.R3. La moyenne de la température initiale, Ti = 22.35 oC.

Q4. Quelle est la température maximale du mélange ? Celà représente la température finale, Tf .R4 La température finale, Tf, du mélange est 26.7 C.

Q5. Calculer le changement de température ∆T.R5. ∆∆∆∆∆T = Tf - Ti = 26.7 oC - 22.35 oC = 4.35 oC.

Q6. La température finale du mélange réactionnel était-t-elle plus élevée ou moins élevée que la moyenne de latempérature initiale des réactifs ?

R6. Tf était plus élevée que la moyenne de la température initiale (Ti).

Q7. Est-ce que de l'énergie était absorbée ou dégagée par le milieu pendant cette réaction ?R7. De l'énergie a été absorbée par le milieu environnant pendant le déroulement de la réaction.

Q8. Est-ce que de l'énergie était absorbée ou dégagée par les réactifs pendant cette réaction?R8. De l'énergie a été libérée par les réactifs pendant le déroulement de la réaction.

Q9. Ce genre de réaction est-t-elle exothermique ou endothermique?R9. C'est une réaction exothermique.

Q10. Le pouvoir calorifique, C, du comboplate® et du contenu est approximativement 13,03 J oC -1 . Calculer q, l'énergieabsorbée ou dégagée par le milieu.

R10. q = C x ∆∆∆∆∆TC = 13.03 J °C-1

∆∆∆∆∆T = + 4.35 °Calors, q = 13.03 J °C-1 x 4.35 ° C

= 56.7 J

Comme le résultat est une valeur positive, cette énergie est absorbée par le milieu environnant.

Q11. Ecrire une équation-bilan pour la réaction entre l'acide chlorhydrique et l'hydroxyde de sodium.R11. HClllll(aq) + NaOH(aq) →→→→→ NaClllll(aq) + H2O(lllll)

Q12. Calculer le changement d'enthalpie de la réaction en J, et le changement d'enthalpie de la réaction par mole en kJmol-1.

A12. q = - ∆∆∆∆∆H or ∆∆∆∆∆H = - qalors, ∆∆∆∆∆H = � 56.7 J. Ceci est le changement d�enthalpie pour la réaction qui a eu lieu.

L�équation bilan montre que le rapport molaire de HClllll:NaOH est 1:1.Nous avons utilisé 1.0 mlllll de HClllll 1.0 M et de NaOH 1.0 M.∴∴∴∴∴le nombre de moles utilisées pour chaque produit = 1.0 mol lllll-1 x 1.0 x 10-3 lllll = 1.0 x 10-3mol.

(Ceci est le changement d�enthalpie par mole ayant réagi.)

∴∆∴∆∴∆∴∆∴∆H = = - 56 700J mol-1 = - 56.7 kJ mol-1- 56.7 J1 x 10-3 mol




PARTIE 2: Le changement d'enthalpie (∆∆∆∆∆H) d'une réaction entre l'acide acétique (CH3COOH(aq)) ( unacide faible) et l'hydroxyde de sodium (NaOH(aq)) (une base forte)

Q1. Quelle est la température initiale de la solution d'hydroxyde de sodium?R1. La température initiale de la solution d'hydroxyde de sodium est 20.0 oC.

Q2. Quelle est la température initiale de l'acide acétique ?R2. La température initiale de l'acide acétique est 20.1 oC.

Q3. Calculer la moyenne des deux températures initiales. Celà représente la température moyenne initiale, Ti .R3. Ti = 20.05 oC.

Q4. Quelle est la température maximale du mélange ? Celà représente la température finale, Tf .R4. Tf = 24.0 oC.

Q5. Calculer le changement de température, ∆T.R5. ∆∆∆∆∆T = + 3.95 oC.

Q6. La température finale du mélange réactionnel était-t-elle plus élevée ou moins élevée que la temperature moyenneinitiale des réactifs?

R6. Tf était plus élevée que Ti.

Q7. Est-ce que de l'énergie était absorbée ou dégagée par le milieu pendant la réaction?R7. De l'énergie était absorbée par le milieu environnant pendant le deroulement de la réaction.

Q8. Est-ce-que de l'énergie était absorbée ou dégagée par les réactifs pendant la réaction ?R8. De l'énergie était libérée par les réactifs pendant le déroulement de la réaction.

Q9. Est-ce que la réaction de l'acide acétique avec l'hydroxyde de sodium est endothermique ou exothermique?R9. La réaction de l'acide acétic avec l'hydroxyde de sodium est exothermique.

Q10. Ecrire une équation-bilan pour la réaction entre l'acide acétique et l'hydroxyde de sodium.R10. CH3COOH(aq) + NaOH(aq) →→→→→ CH3COONa(aq) + H2O(lllll)

Q11. Le pouvoir calorifique, C, du comboplate® et du contenu est approximativement 13,03 J °C -1. Calculer lechangement d'enthalpie de la réaction en J, et le changement d'enthalpie de la réaction par mole en kJ mol-1.

R11. q = - ∆ ∆ ∆ ∆ ∆H = C x ∆∆∆∆∆TC = 13.03 J °C-1

∆∆∆∆∆T = +3.95 °Calors, ∆∆∆∆∆H = � 13.03 J °C-1 x 3.95 °C

= � 51.5 J.

Ceci est le changement d'enthalpie pour la réaction qui a eu lieu.

Nous avons utilisé 1.0 ml l l l l de CH3COOH 1.0 M et de NaOH 1.0 M.∴∴∴∴∴ le nombre de moles utilisées pour chaque produit = 1.0 mol l l l l l -1 x 1.0 x 10-3 l l l l l = 1.0 x 10-3 mol.

(Ceci est le changement d�enthalpie par mole ayant réagi.)

Q12. Est-ce-que le changement d'enthalpie est le même que celui trouvé dans la Partie 1 ?R12. Non. Le changement d'enthalpie pour la Partie 1 était plus grande que pour la Partie 2.

Q13. Quelle est l'explication de votre résultat ?R13. Les acides forts et les bases fortes sont complètement dissociés en solution aqueuse. Ainsi, la réaction

entre les solutions de tels acides et bases est toujours essentiellement,

H+(aq) + OH-(aq) →→→→→ H2O(lllll)

Cependant, pour une solution d'un acide faible, il y a seulement une dissociation partielle. Quand uneréaction avec une base forte a lieu, seule une partie de la réaction est du type representé ci-dessus. Lereste consiste en des molécules d'acide (non dissociées) reagissant avec les ions hydroxyl, e.g.

CH3COOH(aq) + OH-(aq) CH3COO-(aq) + H2O(lllll)

Cette réaction a un ∆∆∆∆∆H différent. Ainsi le changement d'enthalpie pour la Partie 1 était différent de celui dela Partie 2.

∴∴∴∴∴∆∆∆∆∆H = = - 51 500 J mol-1 = - 51.5 kJ mol-1- 51.5 J

1 x 10-3 mol




L'INFLUENCE DU pH SUR L'EQUILIBRE CHROMATE/DICHROMATE


1. ProduitsTous les produits nécessaires sont répertoriés dans le manuel d'instruction. On aura besoin d'eau de robinet.


3. AstucesLorsque vous préparez la solution de dichromate de potassium dans l'étape 1 et 2 du mode opératoire,rassurez-vous que seule une petite partie du solide est ajoutée à chaque godet. Si une grande quantité estajoutée, elle ne sera pas complètement dissoute dans les 5 gouttes d'eau.

Dans l'étape 3, la solution d'hydroxyde de sodium doit être ajoutée goutte à goutte et la solution du godet A2 doit êtreagitée après l'ajout de chaque goutte. Quelquefois, il peut se faire que seule la surface de la solution change de couleur,mais quand la solution est agitée et l'hydroxyde de sodium est soigneusement mélangé à la solution de dichromate depotassium, toute la solution devient jaune. Cette instruction s'applique aussi lorsque l'on ajoute l'acide chlorhydriquedans l'étape 5.

Pour chaque goutte d'hydroxyde de sodium ou d'acide chlorhydrique ajouté au godet A2, un nombre égal de gouttesd'eau doit être ajouté au godet A1 (voir étapes 4 et 6). Celà est fait pour démontrer que le changement de couleurobservé n'est pas dû à la dilution.


Ne jamais pointer une micropipette ou une seringue contenant un acide ou une base vers le haut. Un petitmoment d'inattention peut être cause d'un accident grave. Si un acide ou une base quelconque est jeté(e) dansl'oeil, rincer immédiatement l'oeil avec beaucoup d'eau. Après avoir soigneusement rincé l'oeil, vous pouvez letraiter avec une solution diluée d'hydrogénocarbonate de sodium (utilisé dans les pâtisseries), dans le cas d'unacide, ou dans le cas d'une base, avec une solution diluée d'acide borique. Ces substances aideront àneutraliser l'acide ou la base dans l'oeil. Dans tous les cas, le patient devra être urgemment envoyé chez unmédecin spécialiste si possible.

L'acide chlorhydrique est très corrosif. Si un acide quelconque est mis en contact avec la peau, rincerimmédiatement la zone affectée avec une grande quantité d'eau. Les brûlures importantes doivent recevoir untraitement médical.

Les solutions d'hydroxyde de sodium sont également très corrosives. Si une base quelconque est mise encontact avec la peau, traiter l'endroit affecté comme dans le cas de brûlures par l'acide.


Q1. Quelle est la couleur du dichromate de potassium solide?R1. Le dichromate de potassium solide est de couleur orange.

Q2. Quelle est la couleur des solutions dans les godets A1 et A2 ?R2. Les solutions des godets A1 et A2 sont toutes les deux de couleur orange.

Q3. Quel ion en solution est responsable de cette couleur?(Se référer à l'équation donnée et à l'observation précédente.)

R3. L' ion dichromate (Cr2O72-(aq)) est responsable de la couleur orange.

Q4. Quel est le nombre de gouttes d'hydroxyde de sodium requis pour provoquer le changement de couleur dans lasolution?

R4. Une ou deux gouttes de NaOH(aq) fait que la solution change de couleur.




Q5. Décrire le changement de couleur dans le godet A2.R5. La couleur de la solution dans A2 change de l'orange au jaune.

Q6. Quel ion dans la solution est responsable de cette nouvelle couleur? (Se référer à l'équation donnée.)R6. L'ion chromate (CrO4

2-(aq)) est responsable de la nouvelle couleur orange.

Q7. Combien de gouttes d'acide nitrique (6 M) étaient-elles nécessaires pour faire virer la couleur de la solution?R7. Une goutte de HNO3(aq) a fait que la solution change de couleur encore une fois.

Q8. Décrire le changement de couleur dans le godet A2.R8. La couleur de la solution dans A2 change du jaune à l'orange.

Q9. Quel ion dans la solution est responsable de la nouvelle couleur? (Se référer à l'équation donnée.)R9. L'ion dichromate (Cr2O7

2-(aq)) est responsable de la nouvelle couleur.

Q10. Proposer une raison pour laquelle l'ajout de l'hydroxyde de sodium à la solution de dichromate de potassium aprovoqué un changement de couleur.

R10. Dû à l'équilibre qui a lieu quand du dichromate de potassium est dissout dans l'eau, il y a des ionshydrogène (H+(aq)) dans la solution. Ces ions H+(aq) réagissent avec les ions hydroxyle ajoutés (OH-(aq))pour former de l'eau. Celà fait que la concentration de l'ion hydrogène diminue dans l'équilibre illustré ci-dessous:

Cr2O72-(aq) + H2O(lllll) 2CrO4

2-(aq) + H+(aq) (orange) (jaune)

Selon le principe de Le Chatelier, les ions dichromate oranges réagisses avec l'eau pour former les ionschromate jaunes (CrO4

2-(aq)) et plus d'ions hydrogène.

Q11. Proposer une raison pour laquelle l'ajout de l'acide nitrique à la solution contenant les ions chromate a provoqué unchangement de couleur.

R11. L'ajout d'acide nitrique a fait que la concentration de l'ion H+(aq) augmente. Les ions CrO42-(aq) formés dans

la réaction précédante (voir la réponse à la question 10) réagissent avec les ions H+(aq) comme suit:

2CrO42-(aq) + 2H+(aq) →→→→→ Cr2O7

2-(aq) + H2O(lllll)(jaune) (orange)

Les ions dichromate (Cr2O72-(aq)) formé dans cette réaction sont ainsi responsables de la nouvelle couleur

de la solution.

Q12. Ecrire les couleurs correspondantes aux espèces chimiques dans l'équation:Cr2O7

2-(aq) + H2O(l) 2CrO42-(aq) + H+(aq)

R12. orange incolore jaune incolore

Q13. La liste suivante de réactifs vous est donnée:Acide nitrique (HNO3(aq)),Chlorure de sodium (NaCl(s)),Hydroxyde de potassium (KOH(s)).Lequel choisiriez-vous pour ajouter à une solution de dichromate de potassium de couleur orange en vue de la virerau jaune?

R13. L' hydroxyde de potassium ferait que la solution de dichromate de potassium de couleur orange vire aujaune.

Q14. Donner la raison pour votre réponse à la question 13.R14. A partir de l'équation fournie dans la question 12, on peut voir que l'ajout d'acide nitrique au mélange

d'équilibre dichromate/chromate va produire plus d'ions dichromate oranges. Le chlorure de sodium nedevrait pas avoir d'effet sur l'équilibre car ni le sodium ni les ions chlorure ne sont impliqués dans laréaction. Cependant, si de l'hydroxyde de potassium était ajouté, les ions hydroxyle se combineraient avecles ions hydrogène pour former de l'eau. L'équilibre serait perturbé par le décroissement de laconcentration des ions H+(aq), et les ions dichromate réagiraient avec l'eau pour former plus d'ionshydrogène et chromate. Ainsi la solution virerait au jaune.

Q15. Ecrire une phrase décrivant l'influence du pH sur l'équilibre chromate/dichromate.R15. Cr2O7

2-(aq) + H2O(lllll) 2CrO42-(aq) + H+(aq)

La présence d'ions hydrogène dans l'équation de la réaction implique que le pH va affecter l'équilibre. Si lepH est augmenté, e.g en ajoutant une base telle que le NaOH(aq), les ions OH-(aq) réagissent avec les ionsH+(aq) figurant dans l'équation réactionnelle ci-dessus. La diminution de la concentration des ions H+(aq)perturbe l'équilibre et les ions dichromate orange réagissent avec l'eau pour former encore plus d'ionschromate et des ions hydrogène. La solution devient jaune. De la même manière, si le pH diminue dû àl'ajout d'un acide tel que le HNO3(aq), alors la concentration des ions H+(aq) devient élevée. L'équilibre estencore une fois perturbé, et les ions chromate réagissent avec les ions hydrogène pour former des ionsdichromate. La solution devient orange.




EQUILIBRE CHIMIQUE- PRINCIPE DE LE CHATELIER


1. ProduitsTous les produits nécessaires sont répertoriés dans le manuel d'instruction. On a besoin d'eau de robinet dansla Partie 1. De la glace ou de l'eau froide sont nécessaires dans la Partie 2.


3. Astuces

PARTIE 1: L'effet de la concentration des réactifs sur l'équilibre chimique:

Cu(H2O)42+(aq) + 4Clllll-(aq) CuClllll4

2-(aq) + 4H2O(lllll)

Celà peut être un peu déroutant pour les apprenants quand on leur dit que la couleur bleue de la solution de nitrate decuivre est dûe aux ions Cu(H2O)4

2+(aq), et que la couleur verte résultant de l'ajout de HCl est dûe aux ions CuCl42-(aq).

Ils devraient être informés que lorsqu'un sel comme le nitrate de cuivre est dissout dans l'eau, ses ions sont entourésde molécules d'eau qui sont polaires. Ainsi, chaque ion Cu2+ dans la solution devient lié à quatre molécules d'eau et ilest dit hydraté. Quand l'acide chlorhydrique est ajouté à la solution de nitrate de cuivre, les ions H+ et Cl- sontintroduits. Les quatre molécules d'eau liés aux ions de Cu2+ peuvent être remplacées par quatre ions chlorure pourformer l'ion complexe vert CuCl4

2-.

Dans la Partie 1, 8 gouttes d'eau doivent être ajoutées au godet A2 après que la solution soit devenue verte suite àl'ajout de HCl 11M. La couleur devrait de nouveau virer au bleu, mais souvent une goutte supplémentaire d'eau estnécessaire pour que la couleur puisse changer complètement.

Souvenez-vous que le godet A1 dans la Partie 1 est un standard pour une comparaison de l'effet de dilution. Chaquefoisqu'une goutte de HCl est ajoutée au godet A2, une goutte d'eau doit être ajoutée au godet A1. Egalement, chaque foisqu'une goutte d'eau est ajoutée au godet A2, on l'ajoute aussi au godet A1.

PARTIE 2: L'effet de la température sur l'équilibre chimique:



Dans la Partie 2, la tige de verre ne devrait pas être très chaude, autrement la solution du A2 commencera à bouillir. Sile changement de couleur n'est pas convaincante, la tige peut être essuyée, passée encore à la flamme et réintroduitdans le godet A2. Si la tige est déplacée dans le godet, la chaleur sera distribuée de façon plus uniforme. De la mêmemanière, quand la tige froide est placée dans le godet, le changement de couleur peut prendre du temps. La tige devraitalors être encore refroidie et remise dans le godet pour donner un changement de couleur plus complet. Noter quel'expérience marche mieux avec la glace qu'avec de l'eau froide puisque cette première refroidit la tige davantage.


L'acide chlorhydrique 11 M est corrosif. Si un acide quelconque est mis en contact avec la peau, rincerimmédiatement la zone affectée avec une grande quantité d'eau. Les brûlures importantes doivent être traitéesdans un centre médical.

Ne jamais pointer une micropipette ou une seringue contenant un acide ou une base vers le haut. Un petitmoment d'inattention peut être cause d'un accident grave. Si un acide ou une base quelconque est jeté(e) dansl'oeil, rincer immédiatement l'oeil avec beaucoup d'eau. Après avoir soigneusement rincé l'oeil, vous pouvez letraiter avec une solution diluée d'hydrogénocarbonate de sodium (utilisé dans les pâtisseries), dans le cas d'unacide, ou dans le cas d'une base, avec une solution diluée d'acide borique. Ces substances aideront àneutraliser l'acide ou la base dans l'oeil. Dans tous les cas, le patient devra être urgemment envoyé chez unmédecin spécialiste si possible.

L'alcool méthylique est toxique. Ne pas aspirer les vapeurs ou boire le liquide.

Ne permettez jamais aux apprenants de jouer avec les allumettes. Traiter les brûlures avec de l'eau courantefroide ou avec de la glace, et demander de l'assistance médicale en cas de nécessité.

Faites attention pour ne pas vous brûler quand vous travaillez avec le microbrûleur et la tige de verre chaude.Ne permettez pas à la tige chaude ou à la flamme de toucher le comboplate®, car celà pourrait fondre leplastique. Rassurez-vous que tous les microbrûleurs sont éteints quand ils ne sont pas en utilisation.





PARTIE 1: L'effet de la concentration des réactifs sur l'équilibre chimique:



Q1. Quelle est la couleur de la solution dans chaque godet?R1. La solution est bleue dans chaque godet.

Q2. Quel ion dans la solution est responsable de cette couleur? (☺☺☺☺☺ Référez-vous à l'équation donnée.)R2. Le Cu(H2O)4

2+(aq) est responsable de la couleur bleue.

Q3. Décrivez le changement de couleur.R3. La couleur change du bleu au jaune/vert pâle quand l'acide chlorhydrique est ajouté.

Q4. Quel ion dans la solution est responsable de la nouvelle couleur? (☺☺☺☺☺ Référer-vous à l'équation donnée.)R4. Le CuClllll4

2-(aq) est responsable de la couleur jaune/vert pâle.

Q5. Noter le changement de couleur dans le godet A2.R5. La couleur de la solution change de nouveau du jaune/vert pâle au bleu quand de l'eau est ajoutée à A2.

Q6. Suggérer une raison pour laquelle l'ajout de HCl à la solution contenant du Cu(NO3)2, la fait virer du jaune au vertpâle.

R6. L'ajout de HClllll à la solution a augmenté la concentration en ions chlorure (Clllll-). Ainsi la concentration enions CuClllll4

2-(aq) augmente, et celle des ions Cu(H2O)42+(aq) diminue. (Les ions CuClllll4

2-(aq) sontresponsables de la couleur jaune/ vert pâle de la solution. Les ions Cu(H2O)4

2+(aq) sont responsables de lacouleur bleue de la solution.)

Q7. Ecrire les couleurs des espèces sous l'équation-bilan suivante:Cu(H2O)4

2+(aq) + 4Cl-(aq) CuCl42-(aq) + 4H2O(l)

☺☺☺☺☺ L'eau (H2O) est incolore.R7. Cu(H2O)4

2+(aq) + 4Clllll-(aq) CuClllll42-(aq) + 4H2O(lllll)

Bleu Incolore Jaune/Vert pâle Incolore

Q8. Voici une liste de réactifs:acide nitrique (HNO3) chlorure de sodium (NaCl) hydroxyde de sodium (NaOH)Que faudra-t-il ajouter à la solution bleue de nitrate de cuivre pour qu'elle vire au jaune/vert pâle?

R8. Du chlorure de sodium (NaClllll) va faire virer la solution bleue de nitrate de cuivre au jaune/vert pâle.

Q9. Justifiez votre réponse à la question 8.R9. En ajoutant du chlorure de sodium (NaClllll) à la solution, on augmente la concentration des ions chlorure

(Clllll-) . Par conséquent, la concentration de CuClllll42-(aq) est augmenté et la solution vire au jaune/vert pâle.

Q10. Ecrivez une phrase qui décrit l'effet de la concentration des réactifs sur l'équilibre que vous avez étudié.R10. En ajoutant des ions chlorure (Clllll-) ou de l'eau (H2O) à la solution, la concentration du CuClllll4

2-(aq) ou duCu(H2O)4

2+(aq) sont augmentées respectivement. La couleur de la solution reflète celle des espèces quisont présentes en plus grande concentration. Ce comportement est caractéristique d'un équilibrechimique.

PARTIE 2: L'effet de la température sur l'équilibre chimique:



Q1. Décrivez le changement de couleur dans le godet A2. (Si le changement de couleur observé n'est pas convaincant,nettoyer la tige et recommencer l'étape 1.)

R1. La couleur dans le godet A2 vire du bleu au vert pâle.

Q2. Quel ion dans la solution est responsable de la nouvelle couleur? (☺☺☺☺☺ Référez-vous à l'équation chimique).R2. CuClllll4

2-(aq) est responsable de la couleur vert pâle.




Q3. Décrivez le changement de couleur dans le godet A2. (Si le changement de couleur n'est pas convaincant, répéterl'étape 2.)

R3. La couleur passe du vert pâle au bleu.

Q4. Quel ion dans la solution est responsable pour la nouvelle couleur? (☺☺☺☺☺ Référez-vous à l'équation chimique.)R4. Cu(H2O)4

2+(aq) est responsable de la couleur bleue.

Q5. Observez-vous le même changement de couleur comme dans le godet A2?R5. On observe aucun changement de couleur dans le godet A1.

Q6. Après avoir observé les changements de couleur dans le godet A2, quelle espèce, Cu(H2O)42+(aq) ou CuCl4

2-(aq),est privilégiée dans les conditions suivantes:6.1 Solution chaude?6.2 Solution froide?

R6. 6.1 CuClllll42-(aq) est favorisée en solution chaude.

6.2 Cu(H2O)42+(aq) est favorisée en solution froide.

Q7. A l'aide de l'équation-bilan, expliquer les changements de couleur survenus lorsque la température de la solutiondans le godet A2 est:7.1 augmentée7.2 réduite

R7. 7.1 La concentration des ions CuClllll42-(aq) jaune/vert pâle augmente et la concentration des ions

Cu(H2O)42+(aq) bleus diminue, quand la température de la solution augmente.

7.2 La concentration des ions Cu(H2O)42+(aq) bleus augmente et la concentration des ions CuClllll4

2-(aq)jaune/vert pâle diminue.

Q8. Ecrivez une phrase qui décrit l'effet de la température sur l'équilibre chimique que vous avez étudié.R8. Des températures élevées favorisent une plus grande concentration des ions CuClllll4

2-(aq) à l'équilibre.Des températures basses favorisent une plus grande concentration des ions Cu(H2O)4

2+(aq) et des ionschlorure (Clllll-(aq)) à l'équilibre.

Q9. Un étudiant affirme que la température affecte la couleur de toutes les solutions colorées.9.1 Pensez-vous que le point de vue de l'étudiant est juste?9.2 Sinon, comment prouver que la température ne change la couleur de la solution que lorsqu'elle change la

concentration d'une ou de plusieurs espèces colorées dans la solution? Proposez un montage expérimental.R9. 9.1 Non! Le point de vue de l'étudiant n'est pas juste.

9.2 Pour vérifier l'hypothèse de l'étudiant, on peut faire un montage expérimental utilisant une solutionaqueuse de Cu(NO3)2.3H2O. La solution du godet A1, par exemple, a été traitée aussi bien avec unetige de verre chaude qu'avec une tige froide. On remarquera qu'en aucun cas il y a eu changement decouleur.




L' EQUILIBRE CHIMIQUE - L'EFFET DE L'ION COMMUN




3. AstucesLa solution saturée de chlorure de sodium devrait être testée auparavant avec de l'acide chlorhydrique 11 M.Si elle a été préparée à une température différente de celle de votre salle de classe, elle pourrait ne pas êtresaturée. Elle peut ainsi ne pas donner un précipité quand l'acide chlorhydrique 11 M est ajouté. Si celà a lieu,ajouter plus de chlorure de sodium solide à la solution et agiter. Chaque étudiant peut aussi préparer sapropre solution de chlorure de sodium saturée comme suit:

Remplir au tiers environ l'un des grands godets du comboplate® avec du chlorure de sodium solide (NaCl(s)). Remplirle godet avec de l'eau. A l'aide d'une microspatule en plastique ou une tige de verre, agiter soigneusement la solution.Permettez au NaCl(s) qui ne serait pas dissout de reposer au fond du godet. A l'aide d'une micropipette propre, aspirerla solution ci-haut mentionée se trouvant au dessus du sel non dissout, en faisant attention de ne pas perturber lesolide. Le volume de la solution saturée de chlorure de sodium se trouvant dans la micropipette devrait être suffisantepour compléter l'expérience.

Si la solution devient trouble, elle devra être filtrée. Retirer le piston de la seringue et pousser un petit morceau de lainede coton dans le bout de la seringue. Introduire toute la solution de la micropipette dans la seringue. Remettre le pistonet placer la seringue au dessus d'un grand godet vide. Pousser le piston légèrement pour forcer la solution à travers lefiltre fait de laine de coton et dans le grand godet. Utiliser une micropipette propre pour retirer du godet la solution filtréeet continuer l'expérience.

Rappelez-vous qu'un précipité va se former seulement si la concentration de l'ion commun est accrûe. Si lasubstance ajoutée à la solution saturée est un solide, la quantité de l' ion commun augmente, mais le volume de lasolution reste le même. La concentration de l'ion commun va ainsi augmenter et un précipité sera observé.

Cependant, si la substance ajoutée est une solution (eg. HCl(aq)), un précipité sera observé seulement si cette solutionest concentrée. Celà parce qu'une solution diluée contient une plus petite quantité d'ions par volume par rapport à unesolution concentrée. Lorsqu'une solution diluée de l'ion commun est ajoutée à une solution saturée, le volume total de lasolution résultante augmente plus que la quantité de l'ion commun en solution. La concentration de l'ion commundécroit et un précipité n'est pas observé. Celà peut être démontré en permettant aux étudiants de répéter l'expérienceavec de l'acide chlorhydrique 1 M. Le précipité ne va pas se former.


L'acide nitrique et l'acide chlorhydrique sont très corrosifs. Si un acide quelconque est mis en contact avec lapeau, rincer immédiatement la zone affectée avec une grande quantité d'eau. Les brûlures importantes doiventrecevoir un traitement médical.



Q1. Que se passe-t-il quand vous ajoutez de l'acide nitrique à la solution saturée de chlorure de sodium ?R1. La solution semble ne pas changer quand l'acide nitrique est ajouté à la solution saturée de chlorure de

sodium.




Q2. Que se passe-t-il quand vous ajoutez de l'acide chlorhydrique à la solution saturée de chlorure de sodium?R2. Quand l'acide chlorhydrique est ajouté à la solution saturée de chlorure de sodium, la solution devient

laiteuse d'abord, puis un précipité blanc se forme.

Q3. Est-ce que les solutions ajoutées au godet A1 ont des ions communs ? Si oui, dire desquels il s'agit.R3. Non, les solutions d'acide nitrique et de chlorure de sodium ne possèdent pas d'ions communs.

Q4. Est-ce que les solutions ajoutées au godet A2 ont des ions communs? Si oui, dire desquels il s'agit.R4. Oui, l'ion chlorure (Clllll-(aq)) est commun aux solutions d'acide chlorhydrique et de chlorure de sodium.

Q5. Quel est le nom et la formule chimique du solide formé dans le godet A2 ?R5. Le solide formé dans A2 est le chlorure de sodium (NaClllll(s)).

Q6. Dans la solution saturée de chlorure de sodium, le chlorure de sodium solide est en équilibre avec la solutionaqueuse de chlorure de sodium, comme représenté dans l'équation équilibrée de la réaction,

NaClllll(s) Na+(aq) + Clllll-(aq)Utiliser cette information pour expliquer ce qui se passe au godet A2.

R6. Quand l'acide chlorhydrique a été ajouté à la solution saturée de chlorure de sodium, la concentrationd'ions chlorure a augmenté. Les ions chlorure extra ont réagi avec les ions sodium pour former duchlorure de sodium solide qui précipite. Un nouvel équilibre a été établi.

Q7. Qu'est-il arrivé aux contenus du godet A2 à l'addition de l'eau ?R7. Quand l'eau a été ajoutée à A2, le précipité s'est dissout et une solution incolore a été formée encore une

fois.

Q8. Expliquer ce qui s'est passé dans le godet A2.R8. Le précipité de chlorure de sodium se dissout parce que les concentrations des ions ont été diminuées par

l'addition de l'eau. L'équilibre: NaClllll(s) Na+(aq) + Clllll-(aq) a été perturbé, et NaClllll(s) s'est dissout pourformer des ions Na+(aq) et Clllll-(aq). Il se dissout complètement si suffisamment d'eau est ajoutée.

Q9. Expliquer ce que signifie "l'effet de l'ion commun".R9. Quand deux ou plusieurs types d'ions en solution sont en équilibre avec un solide, l'équilibre peut être

perturbé par plusieurs facteurs en accord avec le Principe de Le Chatelier. L'un de ces facteurs impliqueles concentrations des ions en solution. Si une autre substance est ajoutée à la solution, elle peutégalement former des ions. L'un de ces ions pourrait être le même que celui qui est déjà présent dans lasolution. Cet ion est commun aux deux substances. L'équilibre de la réaction est perturbé par lechangement de la concentration de l'ion commun. Si la concentration de l'ion commun augmente, alors dusolide va précipiter. Ce résultat est décrit comme "l'effet de l'ion commun".

Q10. Un étudiant fait une erreur en faisant cette expérience et utilise de l'acide chlorhydrique 1 M au lieu de l'acidechlorhydrique 11 M dans l'étape 3.Prédire ce que l'étudiant va observer.

R10. Il n'y aura pas de précipité si l'étudiant ajoute de l'acide chlorhydrique 1 M à la solution saturée de chlorurede sodium.




A

STUCE

A

STUCE

A

STUCE

A

STUCE

CONCENTRATION ET QUANTITE D'UNE SUBSTANCE EN SOLUTION




3. AstucesLe nitrate de cuivre solide absorbe l'eau de l'atmosphère. Comme résultat, il peut se transformer en unemasse solide et dure à l'intérieur du récipient dans lequel il est stocké. Les étudiants ne seront pas capablesde l'utiliser sous cette forme. Il est dès lors recommandé que vous cassiez le solide à l'intérieur de la bouteilleavec un objet tranchant avant d'essayer l'expérience. Un morceau de bois pointu peut bien être utilisé pourcasser le nitrate de cuivre solide en de petits grains, presque de même grosseur.

Quand vous utilisez le bout large d'une microspatule en plastique pour mesurer le nitrate de cuivre, rassurez-vous queles spatulées bien nivelées du solide sont placées dans les godets appropriés. Celà permettra que de bonnescomparaisons de couleurs soient faites, et que la couleur de la solution bleue soit uniformément intense dans lesgodets contenant la même concentration de solution de nitrate de cuivre.ge de verre chaude doit être déplacée dans legodet pour assurer un chauffage uniforme de la solution.


Ne jamais pointer une micropipette ou une seringue contenant un acide ou une base vers le haut.

Un petit moment d'inattention peut être cause d'un accident grave.


Q1. En comparant les godets F1 et F2, quel godet a la plus grande concentration d'ions Cu2+(aq)?

Quelle est la définition de concentration?

Donnez une raison à votre réponse.R1. Le godet F2 a la plus grande concentration d'ions Cu2+(aq). La couleur bleue est plus intense dans le godet

F2. Celà parce que le godet F2 contient deux fois plus de Cu(NO3)2.3H2O solide par volume d'eau que legodet F1.

Q2. En comparant les godets F1 et F3, quel godet a la plus grande concentration d'ions Cu2+(aq)?Donnez une raison à votre réponse.

R2. Les deux godets F1 et F3 contiennent la même concentration d'ions Cu2+(aq). La couleur bleue estuniformément intense dans les deux godets. Celà parce que le rapport de la quantité de Cu(NO3)2.3H2Oajoutée, au volume d'eau ajoutée, est le même dans les deux cas.

Q3. En comparant les godets F1 et F2, quel godet a la plus grande quantité d'ions Cu2+(aq)?

Quelle est la définition de quantité?

Donnez une raison à votre réponse.R3. Le godet F2 contient la plus grande quantité d'ions Cu2+(aq). Une quantité double de Cu(NO3)2.3H2O solide

a été introduite dans le godet F2, comparé au godet F1. Ainsi, le double du nombre d'ions Cu2+(aq) setrouve dans la solution du godet F2, comparé au godet F1.




Q4. Ecrire une phrase qui décrit ce que signifie la concentration et la quantité d'une substance en solution.R4. La concentration d'une substance en solution se réfère à la quantité de substance par volume d'eau. Dans

ce cas, la concentration est le rapport de la quantité (nombre de spatules) de Cu(NO3)2.3H2O ajoutée, auvolume (millilitres) d'eau ajouté. La quantité se réfère à la substance en solution. Cette quantité n'est pasaffectée par le volume d'eau. Dans cette expérience, la quantité de nitrate de cuivre solide se réfère aunombre de spatules de Cu(NO3)2.3H2O se trouvant dans la solution.




TITRAGE ACIDE/BASE - DETERMINATION DE LA CONCENTRATION D'UN ACIDE


1. ProduitsTous les produits nécessaires sont répertoriés dans le manuel d'instruction. L'eau de robinet est nécessaire,mais la seringue doit être rincée avec de l'eau de robinet pendant le calibrage.


3. AstucesL'acide chlorhydrique (HCl(aq)) choisi pour le besoin de fournir des réponses modèles est approximativement0.1 M, mais n'importe quelle concentration de cet acide pourrait être utilisée. Il faut noter cependant que lesmeilleurs résultats seront obtenus si la concentration de HCl(aq) n'excède pas 0.1 M. Si de plus grandesconcentrations sont utilisées, le nombre de gouttes d'hydroxyde de sodium (NaOH(aq)) 0.1 M requis pourneutraliser l'acide sera trop grand pour être contenu dans les petits godets du comboplate®.

Les graduations marquées sur le côté de la seringue ne sont pas standard. Celà signifie que l'étudiant peut utiliser desnombres différents de gouttes par unités de volume avec des seringues différentes, même quand le même acide ou lamême base sont utilisés pour le calibrage. Comme résultat, la précision des résultats obtenus pourrait être inférieure àcelle qui serait souhaitable. Cependant, les étudiants doivent être encouragés pour compléter l'expérience car lescalculs finaux devraient fournir des réponses adéquates.

L'étape 4 dans le calibrage suggère que le nombre de gouttes de HCl(aq) soit compté à partir du point zéro, jusqu'à ceque le volume de l'acide atteigne une autre graduation, quelques unités au dessus du point zéro. Vous allez remarquerque les réponses modèles donnent le nombre de gouttes obtenus pour 0.5 ml de HCl(aq) et NaOH(aq). Vous pourriezutilliser 0.2 ou 0.3 ml, surtout si vous voulez économiser les produits.


L'acide chlorhydrique est corrosif. Si de l'acide est versé sur la peau, l'endroit affecté doit être immédiatementlavé avec une bonne quantité d'eau.


L'hydroxyde de sodium est une base corrosive. Si une base quelconque est versée sur la peau, l'endroit affectédoit être immédiatement lavé avec une bonne quantité d'eau. Comme dans le cas des acides, les micropipettescontenant une base devraient ne pas être tenues dirigées vers le haut.


Q1. Préparer un tableau comme le Tableau 1 ci-dessous.R1. TABLEAU 1

noituloSeésilitu

eugniresaledemuloV/"oréztniop"udritrapà

mlllll

settuogederbmoNseriassecénnoitulosed

emulovelrilbatéruop

edneyomerbmoNnoitulosedsettuog

emulovelrilbatéruop

CH lllll5.05.05.0

233353

settuog33

HOaN5.05.05.0

030382

settuog92




Q2. Noter les résultats dans votre tableau.R2. Voir Tableau 1.



Compléter le mode opératoire pour la conversion qui suit.

CONVERSION:I) Acide chlorhydrique:

33 (moyenne) gouttes de HCl occupent 0.5 ml.Ainsi 1 goutte de HCl occupe 0.015 mlllll.

II) Hydroxyde de sodium:29 (moyenne) gouttes de NaOH occupent 0.5 ml.Ainsi 1 goutte de NaOH occupe 0.017 mlllll.

Q5. Quelle est la couleur de cette solution ?R5. La couleur de cette solution du godet A1 est orange.

Q6. Quelle est la couleur de cette solution ?R6. La couleur de cette solution du godet A2 est rouge.

Q7. Préparer un tableau comme le Tableau 2 ci-dessous.R7. TABLEAU 2

Q8. Quel est le nombre de gouttes de NaOH qui étaient nécessaires ? Noter le résultat dans votre tableau.R8. Voir Tableau 2.

Q9. Noter le résultat dans votre tableau.R9. Voir Tableau 2.

Q10. Quel est le volume moyen de solution d'hydroxyde de sodium 0.10 M qui était nécessaire pour titrer l'acidechlorhydrique?

R10. Nous avons calculé qu'une goutte (en moyenne) de solution d'hydroxyde de sodium occupe 0.017 mlllll (voircalibrage). Mais nous avons utilisé un nombre moyen de 5 gouttes pour le titrage.

= 0.085 mlllll = 0.085 x 10-3lllll

= 8.5 x 10 -5 lllll

Q11. Quelle quantité d�hydroxyde de sodium celà représente-t-il?R11. Nous savons que la concentration de l�hydroxyde de sodium est de 0.10 M ou 0.10 moles de NaOH par

litre de solution. Etant donné que seulement 8.5 x 10-5 lllll d�hydroxyde de sodium a été utilisé, alors:

quantité de NaOH = conc. de NaOH x volume de la solution= 0.10 moles lllll -1x 8.5 x 10-5 lllll= 8.5 x 10-6 moles

Conc. de NaOH = quantité de NaOHvolume de la solution

∴ Volume moyen de NaOH = x 5 gouttes de NaOH0.017 mlllll1 goutte

edicAésilitsu

edsettuogederbmoNCH lllll

edsettuogederbmoNHOaN

edneyomerbmoNHOaNedsettuog

CH lllll

5

5

5

5

5

5

5




Q12. Quelle quantité de HCl a réagi avec l'hydroxyde de sodium?R12. L'équation chimique qui illustre cette réaction est:

1 HClllll (aq) + 1 NaOH (aq) →→→→→ 1 NaClllll (aq) + 1 H2O (lllll)L'on peut voir que le rapport stoechiométrique est 1 HClllll : 1 NaOH pour ce cas. Donc, au point de virage dece titrage (quand la couleur des solutions dans les godets A2, A3 et A4 vient juste de changer du rouge àl'orange), pour chaque mole d'hydroxyde de sodium qui a réagi, une mole d'acide chlorhydrique aura réagiavec celui-ci.

Pour cette raison, 8.5 x 10-6 moles de HClllll ont réagi avec 8.5 x 10-6 moles d'hydroxyde de sodium.

Q13. Quel volume de solution de HCl contient cette quantité de HCl ?R13. Nous avons calculé qu'une goutte (en moyenne) d'acide chlorhydrique occupe 0.015 mlllll (voir calibrage).

Mais l'on a utilisé un nombre moyen de 5 gouttes dans ce titrage.

= 0.075 mlllll = 0.075 x 10-3 lllll

Q14. Quelle est la concentration de l�acide chlorhydrique?R14. Nous savons que 8.5 x 10-6 moles de HClllll sont contenus dans un volume de 7.5 x 10-5 lllll. Ainsi, la

concentration inconnue d�acide chlorhydrique est:

= 0.11 moles lllll-1

Q15. Si les 5 gouttes d'acide chlorhydrique (HCl(aq)) étaient remplacées par 5 gouttes d'acide sulfurique (H2SO4(aq)) demême concentration, combien de gouttes de solution d'hydroxyde de sodium (NaOH(aq)) 0.10 M seraient-ellesnécessaires pour arriver au point de virage dans ce titrage ? Expliquer votre réponse.

R15. 10 gouttes de NaOH(aq) 0.10 M seront nécessaires. Celà parce que l'acide sulfurique (H2SO4(aq)) est unacide diprotique, alors que l'acide chlorhydrique (HClllll(aq)) est un acide monoprotique.Ainsi, pour chaque molécule d'acide sulfurique, deux ions hydrogène seront produits, tandis qu'un ionhydrogène sera produit pour chaque molécule d'acide chlorhydrique. Même si la concentration des deuxacides serait la même, une quantité double de solution d'hydroxyde de sodium sera nécessaire pouratteindre le point de virage. L'équation qui illustre cette réaction est:

1 H2SO4(aq) + 2 NaOH(aq) →→→→→ 1 Na2SO4(aq) + 2 H2O(lllll)

∴∴∴∴∴Volume moyen de HClllll = x 5 gouttes de HClllll0.015 mlllll1 goutte

Conc. de HClllll =8.5 x 10 -6 moles de HClllll

7.5 x 10 -5 litres de la solution




CHIMIE ORGANIQUE - ESTERS



2. MatérielTout le matériel requis peut être trouvé dans le Kit RADMASTE de Base ou Avancé de Microchimie. Les plusanciennes versions du kit contiennent une fiole à échantillons en verre approprié pour l'estérification, tandis que lesnouvelles éditions du kit renferment une fiole à échantillons spéciale faite de plastique, qui est résistant auxsolvents organiques. N'utilisez pas la fiole du microbrûleur ou une autre fiole en plastique, car celles-ciseraient détruites par les liquides organiques!

3. AstucesQuand vous chauffez la tige de verre, bougez à quelques reprises une extrémité de celle-ci à travers laflamme du microbrûleur. Plonger l'extrémité chaude de la tige dans la fiole à échantillons. Si l'odeur de fruitscaractérisant les esters est faible ou n'est pas évidente, vous pouvez répéter le processus de chauffage.

S'assurer que la fiole à échantillons est soigneusement nettoyée avant de commencer l'étape 6 de l'expérience.


L'acide sulfurique 18 M est extrêmement corrosif. Si de l'acide est versé sur la peau, l'endroit affecté doit êtreimmédiatement lavé avec une bonne quantité d'eau. Les brûlures sévères doivent recevoir un traitement médical.

L'acide éthanoïque a une forte odeur de vinaigre qui est nuisible quand elle est inhalée. L'acide cause égalementl'irritation de la peau et des yeux. Il est inflammable et doit être gardé bien fermé et loin de sources de flammes.


L'éthanol est très inflammable. Il doit être gardé loin de l'acide sulfurique et ne doit jamais être rapproché d'uneflamme, d'une source de chaleur ou d'une étincelle. La bouteille contenant de l'éthanol doit être gardée fermée,car l'inhalation de grandes concentrations du produit cause des maux de tête et des vertiges. Gardez-la dans unendroit frais, loin de toute source d'allumage.

Ne jamais permettre aux étudiants de jouer avec des allumettes. Traiter toute brûlure avec de l'eau courante froideou de la glace, et demander de l'assistance médicale quand c'est nécessaire.

L'alcool à brûler utilisé dans le microbrûleur est un poison. Ne pas en inhaler les vapeurs ou en boire.


Q1. Décrire l'odeur du contenu de la fiole à échantillons.R1. Le contenu a une odeur de fruits qui est agréable.

Q2. Décrire l'odeur du contenu de la fiole à échantillons.R2. Le contenu a une odeur aigre et acide (comme le vinaigre).

Q3. Quel est le nom de l'ester qui peut se former quand l'acide éthanoïque réagit avec l'éthanol ?R3. L'éthanoate d'éthyl (ou acétate d'éthyle) se forme quand l'acide éthanoïque réagit avec l'éthanol.

Q4. Quel est le nom donné au type de réaction par laquelle les esters se forment à partir d'un acide carboxylique et d'unalcool ?

R4. Les esters se forment lors d'une réaction d'estérification.





Q5. Y-a-t-il eu, à chaque fois, une telle réaction dans la fiole à échantillons?R5. Un acide carboxylique et un alcool ont été tous les deux ajoutés à la fiole à échantillons à chaque fois.

Cependant, un ester s'est formé seulement dans la fiole à échantillons où l'acide sulfurique a été ajouté.

Q6. Que pouvez-vous conclure à propos du rôle que joue l'acide sulfurique concentré dans la réaction d'estérification ?R6. L'acide sulfurique concentré catalyse la réaction.





CHIMIE ORGANIQUE - HYDROCARBURES SATURES ET INSATURES




3. AstucesLa décoloration de la solution de dibrome (Br2(aq)) et d' hex-1-ène a lieu aussitôt que le mélange dibrome/hex-1-ène est agité. Vous devriez aussi constater que si on laisse reposer le mélange dibrome/cyclohexanedans le godet A1, la couleur brune de la couche de dibrome commence à disparaître. Cette réaction est trèslente et des fumées de bromure d'hydrogène (HBr(g)) commencent à apparaître. i.e:

C6H12(lllll) + Br2(aq) → → → → → C6H11Br(lllll) + HBr(g)

Ceci n'est pas la réaction des hydrocarbures insaturés et ne doit pas être confondu avec la décoloration rapide dudibrome quand celui-ci est mélangé avec un hydrocarbure insaturé.


Le dibrome a une pression de vapeur élevée i.e. la vapeur au dessus de la solution va expandre avec l'augmentationde la température. Ainsi, il doit être gardé dans un endroit frais et sombre, et dans une bouteille bien fermée.

Les halogènes sont corrosifs. Eviter de verser la solution de dibrome sur des habits ou sur la peau. Laversoigneusement les mains si une solution de dibrome entre en contact avec la peau.

Les réactifs organiques, cyclohexane et hex-1-ène, ainsi que la solution de dibrome produisent des fuméestoxiques. Evitez d'inhaler ces fumées et rassurez-vous que l'expérience est faite dans une salle bien ventilée.


Q1. Qu'est-ce qui se passe dans chaque godet immédiatement après avoir ajouté le dibrome?R1. Godet A1: Cyclohexane/dibrome: La couleur brune reste dans la phase aqueuse.

Godet A3: Hex-1-ène/dibrome: La couleur brune reste dans la phase aqueuse.

Q2. Qu'est-ce qui se passe dans chaque godet après avoir mélangé les contenus ?R2. Godet A1: Cyclohexane/dibrome: La couleur brune reste dans la phase aqueuse.

Godet A3: Hex-1-ène/dibrome: La phase aqueuse devient incolore.

Q3. Expliquer ce qui s'est passé quand le cyclohexane a été mis en contact avec la solution aqueuse de dibrome.R3. Le cyclohexane ne réagit pas avec la solution aqueuse de dibrome, et c'est ainsi que le brun, couleur du

dibrome de la phase aqueuse, n'a pas changé.

Q4. Est-ce que le cyclohexane est un hydrocarbure saturé ou insaturé? Justifier votre réponse.R4. Le cyclohexane est un hydrocarbure saturé. Les molécules de cyclohexane ne possèdent pas de liaison

multiple.

Q5. Pourquoi était-il nécessaire d'agiter le contenu de chaque godet ?R5. Le dibrome est resté dans la phase aqueuse. Quand le contenu des godets a été agité, les molécules de

dibrome ont pu entrer en contact avec les molécules organiques et une réaction a pu avoir lieu.

Q6. Expliquer ce qui s'est passé quand l'hex-1-ène a été mis en contact avec la solution aqueuse de dibrome.R6. L'hex-1-ène réagit avec la solution aqueuse de dibrome. Au fur et à mesure que le dibrome est consommé

dans la réaction, la couleur brune de la phase aqueuse disparait.




Q7. Est-ce que l'hex-1-ène est un hydrocarbure saturé ou insaturé ? Justifier votre réponse.R7. L'hex-1-ène est un hydrocarbure insaturé. Les molécules d'hex-1-ène ont des doubles liaisons.

Q8. Quel type de réaction a lieu entre l'hex-1-ène et la solution aqueuse de dibrome ? Ecrire une équation pour illustrercelà.

R8. Une réaction d'addition a lieu entre l'hex-1-ène et le dibrome i.e:

Q9. Comment pouvez-vous vérifier si un hydrocarbure est saturé ou insaturé ?R9. Il est possible de vérifier si un hydrocarbure est saturé ou pas à l'aide d'une solution aqueuse de dibrome.

Si la solution aqueuse de dibrome est décolorée, c'est que l'hydrocarbure est insaturé. Si par contre lasolution aqueuse de dibrome n'est pas décolorée, alors l'hydrocarbure est saturé.

C C C C C CC C C C C C

H

H H

H H H

H H H H

H H

C C C C C CC C C C C C

H

H H

H H H

H H H H

H

Br Br

H

Br BrBr Br+




LA CELLULE ZINC/ CUIVRE



2. MatérielTout le matériel requis peut être trouvé dans le Kit RADMASTE de Base ou Avancé de Microchimie.Une pile de 9V,un voltmètre et des fils de connection pour le voltmètre sont nécessaires.

3. AstucesLa seringue doit être soigneusement lavée avant qu'une nouvelle solution soit prise, autrement les solutionsde nitrate de cuivre et de nitrate de zinc seront contaminées.

La pile de 9V est une source de différence de potentiel dans le circuit électrique. On doit expliquer à l'étudiant que la pilene va pas faire allumer la DEL d'elle même. Si les fils conducteurs ne sont pas mis dans une solution électrolytique, laDEL ne va pas s'allumer. Il peut être important de le mentioner pour éviter la mauvaise conception selon laquelle ceserait la pile qui fait briller la DEL, qu'il y ait une solution conductrice ou pas.

Ca peut être une bonne idée également, d'essayer de connecter les fils rouge et noir de l'indicateur aux bornes de lapile, par exemple en utilisant des fiche-crocodiles ou de la plasticine. Si la DEL ne s'allume pas au début, vérifiez si lesconnections à la pile et les électrodes sont en bonne position.

Si l'électrode de zinc utilisée dans le godet F2 est une bobine de fer galvanisée, elle devra être jetée après l'expériencecar le zinc est oxydé en ions Zn2+(aq). La bobine de fer galvanisée tourne normalement au noir après que la couche dezinc ait été oxydé. Ceci est parce que le fer qui est maintenant exposé, est oxydé en oxyde de fer noir. Si l'électrode dezinc est une bobine de zinc pure, elle peut être réutilisée.

L'électrode de cuivre va apparaître pâle après que la cellule ait été connectée pour environ 10 minutes, comme résultatdu dépôt de cuivre sur la surface de l'électrode. La bobine peut être nettoyée avec du papier de verre et être réutilisée.

Les bobines de cuivre et de zinc doivent être retirées du comboplate® aussitôt que possible après l'expérience pouréviter une contamination.


Rassurez-vous que tous les élèves se lavent soigneusement les mains après l'expérience, car les solutions denitrate de cuivre, nitrate de zinc et nitrate de potassium peuvent être irritantes pour la peau.


Q1. Est-ce que l'indicateur de courant s'allume?R1. Non, l'indicateur de courant ne s'allume pas.

Q2. Y a-t-il un courant qui circule?R2. Non, il n'y a pas de courant qui circule.

Q3. Est-ce que l'indicateur de courant s'allume cette fois-ci?R3. Oui, l'indicateur de courant s'allume quand F1 et F2 sont interconnectés par le morceau de laine de coton.

Q4. Y a-t-il un courant qui circule?R4. Oui, du courant circule.

Q5. Quel est le role du pont salin?R5. Le pont salin fournit une connexion électrique entre deux solutions i.e Cu(NO3)2(aq) et Zn(NO3)2(aq).

Q6. Y a-t-il une différence de potentiel?R6. Oui, l'aiguille du voltmètre bouge, montrant qu'il y a une différence de potentiel à travers la cellule.





Q7. Semble-t-elle aussi brillante que quand vous l'aviez mise dans la solution de nitrate de cuivre?R7. Non, la bobine de fil de cuivre est d'apparence pâle là où elle a été immergée dans la solution.

Q8. Selon vos observations sur l'électrode de cuivre, qu'est-ce qui est entrain de se passer?Suggérer une équation chimique pour ce processus.Est-ce une réaction de réduction ou une réaction d'oxydation ? Donnez une raison pour votre réponse.

R8. Les ions (Cu2+(aq)) de la solution sont réduits en atomes de cuivre (Cu(s)) à la surface de l'électrode decuivre, faisant ainsi que l'électrode de cuivre devienne d'apparence pâle.L'équation chimique pour ce processus est Cu2+(aq) + 2e- →→→→→ Cu(s).Celà représente un processus de réduction car les ions de cuivre (Cu2+(aq)) reçoivent des électrons à lasurface de l'électrode de cuivre.

Q9. Qu'est-ce qui est entrain de se passer à l'électrode de zinc?Ecrire une équation pour illustrer celà.Est-ce une réaction de réduction ou une réaction d'oxydation ? Donnez une raison à votre réponse.

R9. L'électrode de zinc est oxydé. (Une électrode de fer galvanisée devient progressivement noir au fur et àmesure que la couche de zinc métallique est oxydée et que le fer est exposé.)L'équation illustrant celà est Zn(s) →→→→→ Zn2+ (aq) + 2e-

Ceci est un processus d'oxydation car les atomes de zinc (Zn(s)) à la surface de l'électrode de zinc libèredes électrons dans le fil conducteur.

Q10. Quel est le sens du flux d'électrons le long du fil de connexion?R10. Le flux d'électrons à travers le fil de connexion est de l'électrode de zinc (anode) à l'électrode de cuivre

(cathode).

Q11. Ecrire l'équation-bilan de la réaction.R11. Cu2+(aq) + Zn(s) →→→→→ Cu(s) + Zn2+(aq)

or Cu(NO3)2(aq) + Zn(s) →→→→→ Cu(s) + Zn(NO3)2(aq)



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MODULE AVANCE D’ENSEIGNEMENT ET …unesdoc.unesco.org/images/0014/001491/149134f.pdf · CHAPITRE V VITESSE DE REACTION ET EQUILIBRE CHIMIQUE VITESSE DE REACTIONS CHIMIQUES ... Changement