Correction du TP n 7 L Univers

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1 Correction du TP n 7 L Univers

2 Expérience : Première mission. Tube à essais Acide nitrique Tournure de cuivre

3 Observations : On observe une effervescence (*) niveau du morceau de cuivre. au La solution se colore en bleu. Le morceau de cuivre disparaît totalement. Un gaz roux apparait dans le tube à essais. (*) : Une effervescence correspond à un dégagement gazeux.

4 Interprétation : En effet le cuivre a totalement disparu. l élément cuivre s'est transformé ; il est passé de la forme atomique solide Cu à la forme ionique Cu 2+ en solution : les ions cuivre (II). En effet l apparition de la coloration bleue de la solution est due à la formation de l'ion cuivre (II).

5 Deuxième mission. Expérience : Solution d hydroxyde de sodium (ou soude) Solution d ions cuivre (II)

6 Observations : On observe la formation d un précipité de couleur bleue. Un précipité est constitué de particules solides en suspension dans un liquide.

7 Interprétation : l élément cuivre s'est transformé : il est passé de la forme ionique Cu 2+ en solution à la forme ionique combinée à un autre ion pour former un solide bleu clair appelé hydroxyde de cuivre (II) de formule Cu(OH) 2.

8 Troisième mission. Expérience : Précipité d hydroxyde de cuivre (II) Chauffage

9 Observations : Le précipité initialement de couleur bleue devient de couleur noire. Interprétation : l'élément cuivre s'est transformé : il est passé de la forme ionique solide combinée à un autre ion dans l hydroxyde de cuivre (II) Cu(OH) 2, à la forme ionique solide combinée à un autre ion dans l oxyde de cuivre (II) CuO.

10 Quatrième mission. Expérience : Acide chlorhydrique Précipité d oxyde de cuivre (II)

11 Observations : Le précipité disparait. La solution finale est bleue claire. Interprétation : En effet le précipité a totalement disparu. l'élément cuivre s'est transformé : il est passé de la forme ionique solide combinée à un autre ion dans l oxyde de cuivre (II) CuO, à la forme ionique en solution Cu 2+ : les ions cuivre (II). La coloration bleue de la solution est due aux ions cuivre (II).

12 Cinquième mission. Expérience : Clou en fer Solution d ions cuivre (II) Observations : La partie immergée du clou se recouvre d un solide de couleur orangé. La solution finale est plus claire.

13 Interprétation : En effet la solution devient plus claire, donc les ions cuivre (II) disparaissent. l'élément cuivre s'est transformé : il est passé de la forme ionique en solution Cu 2+ : les ions cuivre (II) à la forme solide atomique métallique Cu. La coloration orangée de la solution est due aux atomes de cuivre.

14 D. Conclusion. Diagramme sur l'élément cuivre

15 Action de l acide nitrique Cu Cu 2+ Action du fer Action de la soude Diagramme de transformation de Cu 2+ l'élément cuivre Cu(OH) 2 Action de l acide chlorhydrique Chauffage CuO

16 Peut-on récupérer le cuivre de ces cartes électroniques destinées à être recyclées? «Comme l élément cuivre ne disparaît pas mais se transforme on peut le recycler. Ainsi on pourrait récupérer le cuivre présent dans les cartes électroniques en suivant toutes les étapes des expériences.»

17 «Après ces expériences nous en avons conclu que nous pouvons transformer une espèce chimique de cuivre en une autre espèce chimique du cuivre et nous pouvons revenir après ces expériences à l espèce de départ. Donc le cuivre des cartes électroniques peutêtre transformé en une autre espèce chimique du cuivre. Donc on peut récupérer le cuivre des cartes électroniques.»

18 E. Compléments. Particules du noyau de l atome Nom Atome de cuivre Ion cuivre (II) Formule Cu Cu 2+ Nombre de protons Nombre de nucléons Nombre de neutrons Nombre d'électrons = (autant que de protons) 29 2 = 27 À cause de la charge 2+

19 E. Compléments. Particules du nuage électronique de l atome Nom Atome de cuivre Ion cuivre (II) Formule Cu Cu 2+ Nombre de protons Nombre de nucléons Nombre de neutrons Nombre d'électrons = (autant que de protons) 29 2 = 27

20 Pourquoi l'atome de cuivre et l'ion cuivre (II) font-ils parti du même élément chimique? Parce qu ils ont le même nombre de protons. Citer les différentes parties d'un atome ou d'un ion et leurs particules constitutives. Dans un atome on trouve : au centre le noyau constitué de nucléons, c est-à-dire de protons et de neutrons ; À la périphérie le nuage électronique constitués d électrons.

21 Action du dioxygène sur le métal cuivre Expérience : Tournure de cuivre Virole commandant l'arrivée d'air Cheminée Robinet commandant l'arrivée de gaz

22 Observations : Au début du chauffage la flamme est verte, alors qu'avant introduction de la tournure de cuivre, elle est bleue. Le cuivre se liquéfie sur certaine partie et passe de la couleur rouge, puis orange, voir blanche et devient alors très brillant. Le cuivre se recouvre d'une couche noire terne, alors que le cuivre métallique est orangé et brillant. Lorsque l'on gratte la couche noire, on retrouve en dessous l'aspect du cuivre initial.

23 Interprétation : l'élément cuivre s'est transformé : il est passé de la forme atomique en solide à la forme ionique combinée à un autre ion pour former un solide noir appelé oxyde de cuivre (II). La couleur prise par le cuivre au cours du chauffage fait penser que son spectre s enrichit des couleurs de courtes longueurs d onde, c est-à-dire bleues violettes. La température atteinte lors du chauffage est supérieure à 1084 C par endroit car le cuivre se liquéfie.

24 Conclusion sur la notion d'élément Malgré des aspects macroscopiques différents des espèces chimiques rencontrées, il y a des entités microscopiques qui restent inchangées ; donc au cours des différentes transformations chimiques l élément cuivre s est conservé. L élément cuivre est la partie commune à tous les corps qui le contiennent. Un élément est représenté par son symbole (Cu pour le cuivre, O pour l oxygène,..).

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