Le sucre si blanc contient-il du carbone si noir?

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1 Le sucre si blanc contient-il du carbone si noir? Pierre Lochert Lycée Bartholdi COLMAR Première expérience : Matériel : Du sucre glace. De l acide sulfurique concentré d=1,83 Deux béchers de 100 ml Un agitateur de verre Des lunettes de protection Mode opératoire : Placer du sucre dans l un des béchers jusqu à la graduation 40 ml. Mettre les lunettes. Verser de l acide sulfurique dans l autre bécher jusqu à la graduation 40 ml. Verser l acide dans le bécher qui contient le sucre, agiter vigoureusement pour homogénéiser, retirer l agitateur. Le mélange brunit puis noircit, un gros champignon noir se forme, de la vapeur d eau et une légère odeur de dioxyde de soufre se dégage. Effet garanti! C 12 H 22 O C + 11 H 2 O. L avidité de l acide sulfurique pour l eau est bien mise en évidence! Cela permet d expliquer aux élèves les dangers de cet acide puisque nous sommes formés de 70% d eau tiède Le dioxyde de soufre se forme par réduction d un peu d acide sulfurique par le carbone formé.

2 Deuxième expérience : Matériel : Du sucre glace. De l hydrogénocarbonate de sodium. Une brique légèrement évidée au centre. De l éthanol, si possible absolu. Des lunettes de protection Mode opératoire : Broyer 10 g de sucre et 1 g d hydrogénocarbonate dans un mortier. Fabriquer une pastille compacte avec cette poudre. Toute la difficulté est là Voici la recette de notre préparatrice, Hélène Roess : Récupérer le goulot d une bouteille d eau minérale en plastique, l inciser dans le sens de la longueur pour pouvoir démouler la pastille à la fin sans la casser. Poser le goulot sur la table, y entasser le mélange, ajouter un tout petit peu d éthanol pour assurer la cohésion de la pastille. Bien compacter, démouler. Verser environ 5 ml d éthanol dans le creux de la brique, y placer la pastille, enflammer. Si la pastille est bien compacte, on obtient un spectaculaire serpentin noir qui se forme verticalement, tout doucement!!! C est le serpent du pharaon!

3 4.C.3.a LA COMBUSTION DU BUTANE 1. Observation d'un briquet Un briquet contient du butane. Le bec Bunsen est alimenté en gaz naturel formé principalement de méthane. Ces gaz sont combustibles. Ils sont utilisés dans les chaudières car leur combustion dégage de la chaleur. Sous quel état le butane se trouve-t-il dans le briquet (solide, liquide ou gazeux)? à la sortie du briquet? 2. Faisons brûler du butane. a) Expériences en groupe. (on règle le débit du briquet au minimum) Première étape : réaliser l'expérience et compléter les schémas On aspire lentement les gaz formés tube en verre Le butane brule avec une flamme bleue On fait baboter lentement les gaz dans l'eau de chaux L'eau de chaux Deuxième étape : réaliser l'expérience et compléter les schémas introduire un peu de sulfate de cuivre anhydre blanc bocal en verre froid Le sulfate de cuivre b) Expérience au bureau : compléter les observations sulfate de cuivre anhydre blanc eau de chaux Labogaz Aspiration 3. Interprétation. ( Compléter les phrases suivantes ) Les gaz produits par la combustion passent dans un tube contenant du sulfate de cuivre anhydre blanc. Celui-ci Les gaz de combustion barbotent ensuite dans l'eau de chaux. L'eau de chaux - Au cours de cette combustion, le du briquet et le de l'air réagissent entre eux et sont en partie consommés. - la formation de buée et le bleuissement du sulfate de cuivre anhydre indique que la combustion du butane produit de. - Le trouble de l'eau de chaux indique que la combustion du butane produit du. - La combustion du butane est une réaction chimique. Elle dégage de la. 4. Bilan de la réaction. ( Compléter le tableau suivant) Réactifs (corps qui réagissent) Produits (corps qui se forment) 5. Equation bilan de la réaction. ( A compléter ) + +

4 manip Page 1 sur 3 20/02/2005 fermer COMBUSTION DU BUTANE - REACTION CHIMIQUE - Programme de 4 ème Matériel utilisé : Ce travail a été fait par un groupe de la M.A.F.P.E.N briquet transparent,attache (métallique, sparadrap ou ruban adhésif), bocal (de confiture) avec couvercle, eau de chaux, sulfate de cuivre anhydre... Objectifs visés : - Notion de réaction chimique - Mise en place de protocoles expérimentaux - Schématisation d'expériences. Mise en place: 1. Utilisation du poussoir d'un briquet (sans utilisation de la molette). - Que se passe-t-il? Question posée aux élèves : - S'agit-il d'un changement d'état, d'un mélange ou d'une réaction chimique Chaque élève travaille individuellement, dans un premier temps, puis il échange avec son voisin. Enfin, un bilan est fait collectivement. 2. On bloque le poussoir et on allume le briquet. - Que se passe-t-il? Même démarche ( Changement d'état? Mélange? Réaction chimique?) 3. En cinquième, tu as appris à identifier l'eau et le dioxyde de carbone. - La combustion produit-elle ces deux espèces chimiques? - Quelles expériences peux-tu faire pour les identifier? On demande aux élèves de faire des schémas sur transparents. Chaque groupe vient ensuite présenter à l'ensemble de la classe ses propositions. Critique collective sur les méthodes proposées et sur la qualité des schémas. Les élèves font ensuite les expériences en fonction du matériel disponible et des

5 manip Page 2 sur 3 dangers potentiels. Mise en évidence du dioxyde de carbone : Il est très difficile de mettre en évidence l'eau : On voit bien la présence de buée mais l'utilisation de sulfate de cuivre anhydre est très délicate : le sulfate de cuivre anhydre peut être fixé sur un double scotch mais la faible quantité d'eau produite et la chaleur importante rendent brève ou difficile l'apparition de la coloration bleue. 4. Que se passe-t-il lorsque le briquet enflammé est dans un bocal fermé? Pourquoi? C est intéressant pour montrer que l'air (le comburant ) est nécessaire à la combustion. 5. A partir de tes observations : - Précise les noms des réactifs (combustibles et comburant) ; - Précise les noms des produits obtenus ; - Exprime ces résultats sous forme d un bilan. 6. Illustre ce bilan avec des modèles (boules de cotillons de couleurs) 7. Les réactifs et des produits: - D où provient le carbone (C) du dioxyde de carbone (CO 2 )? 20/02/2005

6 manip Page 3 sur 3 - D où provient l hydrogène (H) de l eau (H 2 O)? - D où provient l oxygène (O) du dioxyde de carbone et de l eau? 8. Quels sont les atomes qui constituent la molécule de butane? 9. Donne un titre à ton compte rendu. 10. Sécurité- incendie: Voici le triangle du feu Combustible Comburant Chaleur Si tu supprimes l'un des côtés du triangle: le feu s'arrête. Cite les moyens utilisables pour éteindre un feu. Page Accueil Retour articles séquences 20/02/2005

7 LE SERPENT DU PHARAON Matériel Lunettes de protection obligatoires! Ne pas porter de gants en latex : risque de brûlure grave! Support résistant au feu Produits chimiques Sable Ethanol Bicarbonate de soude Sucre glace Protocole 1. Mélanger 2 g de bicarbonate de soude et 10 g de sucre glace 2. Ajouter 3 ml d éthanol 3. Former une boule 4. Placer cette boule au sommet d un dôme de sable comme sur le schéma ci-dessous 5. Verser 5mL d éthanol sur la boule et y mettre le feu 6. S éloigner et bien observer

8 Document pédagogique mis à la libre disposition de tous par le groupe Sciences Physiques de l Académie de Toulouse Fiche de T.P. Elève pour la classe de Seconde page 1 Classe de Seconde T.P. de Chimie N 9 : LA MATIERE ORGANIQUE ET L'ELEMENT CARBONE. Quelques rappels pour commencer... La matière organique a d'abord été définie comme provenant d'organismes vivants d'origine animale ou végétale. La synthèse de molécules organiques a mis fin à cette définition; actuellement une molécule organique est caractérisée par la présence de l'élément carbone. On se propose d'utiliser différentes méthodes chimiques afin de mettre en évidence l'élément carbone dans quelques composés moléculaires d'origine végétale. I. Réactions de pyrolyse. De "puros" (feu) et "lusis" (décomposition). 1. Pyrolyse du sucre. Mettre un demi morceau de sucre dans un creuset en terre réfractaire. Placer le creuset sur la grille du bec Bunsen et chauffer fortement l'ensemble. Décrire les phénomène observés... Le résidu solide obtenu est... Le sucre renferme-t-il l'élément carbone? Pyrolyse du bois. Introduire un peu de sciure de bois dans un tube à essai. Refermer le tube à l'aide d'un bouchon percé muni d'un tube à dégagement droit. Saisir le tube avec une pince en bois et chauffer fortement à l'aide du bec Bunsen. Observer les parois du tube à essai... Après quelques instants, présenter une allumette enflammée à l'orifice du tube à dégagement. Observations... Le résidu solide obtenu est... Le bois renferme-t-il l'élément carbone?... schéma schéma C2GTP09A.DOC Seconde ~ TP n 09 1/3 Antenne de TARBES 01/06/99

9 Document pédagogique mis à la libre disposition de tous par le groupe Sciences Physiques de l Académie de Toulouse 3. En conclusion. Fiche de T.P. Elève pour la classe de Seconde page 2 La pyrolyse détruit les molécules organiques sous l'action de la... Elle conduit à la formation d'un résidu solide de... Information : Dans les fours à pyrolyse, le nettoyage des parois s'effectue par destruction des dépôts de graisse à 500 C environ. II. Réactions de combustion. 1. Combustion complète de l'éthanol. Fixer un tampon de laine de verre à l'extrémité de la pince métallique fournie. Imbiber le tampon d'éthanol puis l'enflammer. Qu'observe-t-on?... Placer un court instant un verre à pied propre et sec au dessus de la flamme. Qu'observe-t-on?... Plonger le tampon enflammé dans un gros tube à essai; lorsqu'il est éteint, retirer le tampon et verser un peu d'eau de chaux dans le tube. Boucher, agiter. Qu'observe-t-on?... Quels sont les éléments que l'on a mis en évidence dans l'éthanol? Combustion incomplète de l'essence de térébenthine. Verser un peu d'essence de térébenthine dans une capsule en porcelaine, puis l'enflammer à l'aide du bec Bunsen. Maintenir une soucoupe au dessus de la flamme, avant de l'étouffer rapidement. Qu'observe-t-on?... L'essence de térébenthine contient-elle l'élément carbone? En conclusion. schéma schéma La combustion est la réaction chimique d'un corps avec le... en présence d'une... La combustion détruit les molécules organiques. Si la combustion est complète, le carbone apparaît sous forme de... Si la combustion est incomplète, il y a également formation de... C2GTP09A.DOC Seconde ~ TP n 09 2/3 Antenne de TARBES 01/06/99

10 Document pédagogique mis à la libre disposition de tous par le groupe Sciences Physiques de l Académie de Toulouse III. Réaction d'oxydation. Fiche de T.P. Elève pour la classe de Seconde page 3 1. Réaction entre l'oxyde de cuivre II et l'amidon. Introduire dans un tube à essai un mélange d'oxyde de cuivre II (CuO) et d'amidon. Adapter un tube à dégagement coudé. Dans un autre tube à essai, verser quelques ml d'eau de chaux. Plonger le tube à dégagement dans l'eau de chaux et chauffer fortement le mélange. Observations... Attention! Il faut retirer le tube à dégagement de l'eau de chaux avant d'arrêter de chauffer. Lors de cette réaction, sous quelle forme l'élément carbone apparaît-il?... D'où provient-il?... Quelle est la couleur du résidu dans le tube à essai?... De quoi s'agit-il? En conclusion. schéma L'oxydation de l'amidon par l'oxyde de cuivre s'est opérée sous l'action de la... L'oxydation de l'amidon a conduit à la formation de... L'élément oxygène provient de... qui a subi une réduction. Ce que je dois savoir : Ce que je dois savoir faire : Notes personnelles : C2GTP09A.DOC Seconde ~ TP n 09 3/3 Antenne de TARBES 01/06/99

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