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1 CH : Réactions chimiques : transformations et énergie. I. Composition de l acide chlorhydrique. 1 Tests chimiques : Interprétations et conclusion : Test à la : pas de précipité il n y a pas de cations métalliques fer II, fer III, cuivre ou zinc. Test au nitrate d argent : précipité blanc qui noircit à la lumière caractéristique de la présence d ions chlore ( Cl ). Mesure du ph : coloration du papier ph en rouge foncé, ph=1 milieu acide, caractéristique de la présence H. d ions hydrogène ( ) L acide chlorhydrique est une solution aqueuse de chlorure d hydrogène : ( H Cl ) H O. II. Attaque acide du fer. 1 Manipulations : nitrate d argent acide chlorhydrique papier ph acide chlorhydrique Petite détonation caractéristique nitrate d argent paille de fer Interprétations et conclusions : Au cours de la réaction, on voit apparaître des bulles dans le mélange réactionnel : une nouvelle substance est produite à l état gazeux. Au contact d une flamme, ce gaz produit une légère détonation caractéristique, accompagnée d une H qui est à l état gazeux aux C.A.T.P. flamme jaune. Il s agit du dihydrogène ( ) Au fur et à mesure que la réaction progresse, la quantité de paille de fer diminue : du fer est consommé par la réaction chimique. mélange réactionnel

2 Il se forme un précipité kaki avec la : des ions fer II ( Fe ) sont maintenant dans la solution. Les ions chlore sont toujours dans la solution, puisqu un précipité blanc qui terni à la lumière apparaît avec le nitrate d argent. Le ph du milieu réactionnel a augmenté, il est moins acide qu au départ : H ont été consommés au cours de la réaction. des ions hydrogènes ( ) Tableau de synthèse des espèces chimiques en solution: Avant réaction Après réaction H Fe Cl H Fe Cl Espèces spectatrices : espèces chimiques qui ne participent pas à la réaction. On peut conclure qu au cours de l attaque acide du fer, les atomes de fer se transforment en ions fer II alors que des paires d ions hydrogène se transforment en molécules de dihydrogène. Au cours d une réaction chimique, il se produit une transformation de la matière. Au cours de la réaction, il se produit un échange d électrons entre le métal fer et l ion hydrogène : Fe H Fe H Le métal fer cède 1 électron à ions hydrogène : le fer s ionise tandis que ions hydrogène s associent pour former du dihydrogène gazeux. Au cours de la réaction, le ph de la solution augmente. 3 Bilan énergétique : III. Réaction entre le zinc et le sulfate de cuivre 1 Manipulation : C thermomètre (T=8 C) sulfate de cuivre C thermomètre (T=38 C) décoloration de la solution poudre de zinc poudre cuivrée

3 ) H O N.B. : La couleur bleue de la solution aqueuse de sulfate de cuivre ( est due à la présence des ions cuivre ( ). Interprétations et conclusions : Dés le mélange, la température du mélange réactionnel augmente assez rapidement : il se produit une réaction chimique qui fournit de la chaleur (énergie) au milieu extérieur, on dit que c est une réaction exothermique. On remarque qu après un certain temps, le mélange réactionnel se décolore progressivement : sont consommés au cours de la réaction. des ions cuivre ( ) On remarque aussi que la poudre de zinc, initialement grisbleuté, se recouvre d une couche cuivrée : du métal cuivre ( ) est apparu en solution Le test à la effectué sur le mélange réactionnel en fin de réaction provoque un précipité blanc : sont apparus en solution des ions zinc ( ) Tableau de synthèse des espèces chimiques en solution: Avant réaction Après réaction Espèces spectatrices : espèces chimiques qui ne participent pas à la réaction. Au cours de la réaction, il se produit un échange d électrons entre le métal zinc et l ion cuivre : chaleur Le métal zinc cède électrons à l ion cuivre : le zinc s ionise tandis que l ion cuivre devient métallique. 3 Bilan énergétique : Energie thermique fournie au milieu extérieur

4 IV. La pile électrochimique On peut donc exploiter la réaction précédente pour produire une circulation d électrons dans un circuit fermé : du courant électrique. C est ce qui se produit dans la pile Daniell : 1 Manipulation : Electrode en cuivre Solution aqueuse de sulfate de cuivre Pot perméable Electrode en zinc Solution aqueuse de sulfate de zinc Interprétations : La tension mesurée est positive (voisine de 1V) lorsque la borne VΩ est reliée à l électrode de cuivre et la borne COM à celle de zinc : La borne positive de cette pile électrochimique est l électrode de cuivre. La borne négative, l électrode de zinc. : sens de circulation des électrons : sens conventionnel du courant Des atomes de zinc de l électrode se transforment en ions, en cédant à chaque fois électrons qui pourront se déplacer dans le circuit électrique. Les ions cuivre dans l électrolyte (la solution de sulfate de cuivre) en contact avec l électrode de cuivre récupèrent électrons pour se déposer à l état de métal (atome) en surface. Schéma de principe : POLE électrons Intensité I POLE électrons sont arrachés à un atome en surface de l électrode négative de zinc l électrode de zinc est donc rongée et la quantité d ion zinc augmente ; 1 ils voyagent dans le circuit électrique : c est donc un courant électrique ; Finalement ils s associent à un cation cuivre en surface de l électrode de cuivre positive l électrode s épaissit, la quantité d ions cuivre diminue ; 3 Dans la solution, les ions se déplacent et créent un courant ionique.

5 3 Bilan énergétique : Energie électrique

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