Didactique Kit de chimie

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1 Kit de chimie Français p 1 Synthèses de pigments Version : 1110

2 1 Description 1.1 Généralités Cet ensemble permet de réaliser les synthèses de 4 pigments d origine minérale. Ces synthèses peuvent être utilisées en classe de 1 ère S pour répondre au thème colorants et pigments mais également dans le thème science et art en MPS, un des enseignements d exploration de la classe de seconde. Dans les deux cas, ces synthèses sont une occasion de revenir sur les méthodes ancestrales de peintures en synthétisant les pigments utilisés autrefois. Grâce aux réactifs pré-dosés conditionnés dans des formats d emballages prévus pour une distribution élève, la préparation de ces quatre synthèses est allégée. En effet, le format proposé diminue la verrerie requise et surtout le temps de préparation par poste élève. Il permet dans un deuxième temps, pour les élèves, de commencer immédiatement les expériences sans avoir à se déplacer. Ce gain de temps leur donne la possibilité d investir plus de temps dans la rédaction d un compte-rendu et de commencer des recherches documentaires en classe. 1.2 Composition L ensemble synthèses de pigments permet de synthétiser ces quatre pigments : Photo 1 Photo 2 Photo 3 Photo 4 - l oxyde de manganèse (pigment noir) X 5 (photo 1). - l oxyde de fer (pigment jaune) X 5 (photo 2). - l oxyde de cuivre (pigment rouge) X 5 (photo 3). - 1 complexe ferreux (pigment bleu de Prusse) X 5 (photo 4). Cet ensemble de réactifs permet de réaliser 20 synthèses. FRANÇAIS 1

3 2 Matériel complémentaire Les synthèses de pigments requièrent les accessoires suivants : Désignation Quantité Petit bécher 100 ml 2 Erlenmeyer de 100 ml 5 Eprouvette de 100 ml 1 Entonnoir plastique 4 Papier filtre 4 Feuille de papier absorbant 2 Acide sulfurique ou acide paratoluène sulfonique 2 ml/ 0,2g Eau déminéralisée 200 ml Paire de gants de protection en vinyle ou latex 1 Paire de lunettes de sécurité 1 Pince bois 1 Système permettant un reflux 1 Système de chauffage 1 3 Précautions d utilisation et sécurité 3.1 Mise en garde La société JEULIN ne pourra pas être tenue pour responsable en cas d accident survenu lors d une utilisation du kit synthèse de pigments dans d autres conditions que celles indiquées dans la présente notice. De même, la société JEULIN ne pourra être tenue pour responsable en cas d accident survenu en raison du non respect des instructions relatives à la sécurité décrites dans la présente notice. 3.2 Etiquetage et fiche de données de sécurité Les flacons et ampoules contenant les réactifs sont étiquetés individuellement conformément à la réglementation en vigueur. Avant toute manipulation, faire lire l étiquette par les élèves afin de leur faire prendre connaissance des risques potentiellement encourus et des mesures de protection à mettre en œuvre. Pour tout complément d information, les fiches de données de sécurité des réactifs sont téléchargeables sur le site Protection individuelle Le kit synthèse de pigments a été formulé pour minimiser les risques liés à l utilisation des produits chimiques autant en protections humaines qu environnementales. Cependant, il est vivement recommandé de manipuler dans des conditions normales de laboratoire en équipant les élèves d une blouse et d une paire de lunettes de sécurité. Le port de gants est vivement conseillé. Au regard de la faible concentration de réactif mise en jeu lors de la manipulation, il n est pas nécessaire de travailler sous une hotte. FRANÇAIS 2

4 3.4 Déchets Le kit synthèses de pigments ne nécessite pas de traitement particulier lors de son élimination. 4 Mode opératoire 4.1 Synthèse de l oxyde de cuivre Réaction mise en jeu L oxyde de cuivre est synthétisé par le biais d une réaction d oxydation utilisée habituellement comme un test caractéristique des sucres réducteurs. La réaction mise en jeu est la suivante : C 5 H 11 O 5 -COH (s) + 2 Cu 2+ (aq) + 5 HO - (aq) C 5 H 11 O 5 -COO - + Cu 2 O (s) + 3H 2 O Mise en place de la manipulation Photo 5 Photo 6 Photo 7 Photo 8 Verser une ampoule de réactif de Fehling A + B dans un bécher. Ajouter l eppendorf de glucose en poudre (photo 5). Mélanger les deux produits avant d approcher le bécher de la source de chaleur pour éviter que le glucose ne brûle (photo 6). Mettre le bécher sur la source de chaleur (photo 7). Attendre l apparition de la couleur rouge brique (photo 8). Retirer le bécher de la source de chaleur Nettoyage et séchage du pigment Photo 9 Photo 10 Photo 11 Photo 12 Préparer un montage de filtration : entonnoir plastique + filtre plissé (photo 9). Verser le contenu du bécher dans l entonnoir et rincer le bécher avec 10 ml d eau déminéralisée (photo 10). FRANÇAIS 3

5 Rincer une deuxième fois le pigment avec 10 ml d eau déminéralisée (photo 11). Sécher le pigment entre deux feuilles absorbantes (photo 12). 4.2 Synthèse de l oxyde de manganèse II Réaction mise en jeu L oxyde de cuivre est synthétisé par le biais d une réaction d oxydation utilisée habituellement pour caractériser la famille d un alcool. Les ½ équations mise en jeu sont les suivantes : 2 MnO e - + 8H + = Mn H 2 O 5 CH 3 -CH 2 -CH 2 -OH = CH 3 -CH 2 -CHO + 2e - + 2H + Equation bilan : 5 CH 3 -CH 2 -OH + 2 MnO H + 5 CH 3 -CHO + 2 Mn H 2 O Les ions Mn 2+ formés s oxydent à l air libre et deviennent un solide noir qui est l oxyde de manganèse MnO Mise en place de la manipulation Photo 13 Photo 14 Photo 15 Photo 16 Verser un flacon de 30 ml d ions permanganate dans un erlenmeyer (photo 13). Acidifier le milieu avec quelques gouttes d acide sulfurique à 1 mol.l -1 ou une pointe de spatule d acide toluène sulfonique (photo 14). Ajouter l ampoule d éthanol dans l erlenmeyer (photo 15). Poser le bécher sur la source de chaleur. Attendre l apparition du précipité noir pour retirer le récipient de la source de chaleur. Laisser refroidir avant filtration (photo 16) Nettoyage et séchage du pigment Photo 17 Photo 18 Photo 19 Photo 20 FRANÇAIS 4

6 Préparer un montage de filtration : entonnoir plastique + filtre plissé (photo 17). Verser le contenu du bécher dans l entonnoir et rincer le bécher avec 10 ml d eau déminéralisée (photo 18). Rincer une deuxième fois le pigment avec 10 ml d eau déminéralisée à l aide de l éprouvette (photo 19). Sécher le pigment entre deux feuilles absorbantes (photo 20). 4.3 Synthèse du bleu de Prusse Réaction mise en jeu Le bleu de prusse est synthétisé par le biais d une réaction d oxydation utilisée habituellement pour caractériser la famille d un alcool. Equation bilan : Fe 2+( aq) + K3Fe(CN)6(aq) KFe[Fe(CN)6](s) + 2 K + (aq) Il y a formation d un complexe de forme solide bleu Mise en place de la manipulation Photo 21 Photo 22 Photo 23 Photo 24 Verser dans un bécher l ampoule contenant les ions fer II (photo21). Compléter jusqu à 50 ml à l aide d eau déminéralisée (photo 22). Ajouter la deuxième ampoule. Le complexe commence à apparaître (photo 23). Mélanger à l aide d une spatule et laisser reposer (photo 24) Nettoyage et séchage du pigment Photo 25 Photo 26 Photo 27 Photo 28 Préparer un montage de filtration : entonnoir plastique + filtre plissé (photo 25). Verser le contenu du bécher dans l entonnoir et rincer le bécher avec 10 ml d eau déminéralisée (photo 26). FRANÇAIS 5

7 Rincer une deuxième fois le pigment avec 10 ml d eau déminéralisée (photo 27). Sécher le pigment entre deux feuilles absorbantes (photo 28). 4.4 Synthèse de l oxyde de fer Réaction mise en jeu L oxyde de fer est synthétisé par le biais d une réaction de précipitation. Equation bilan : Fe 2+( aq) + 2 NH 4 COO - (aq) Fe(NH 4 COO) 2 Le précipité formé est équivalent à l oxyde de fer mais permet une conservation plus longue que la formation du précipité classique Mise en place de la manipulation Photo 29 Photo 30 Photo 31 Photo 32 Mettre les deux poudres contenues dans les eppendorfs dans un récipient pouvant contenir un réfrigérant à air (photo 29). Il est aussi possible d utiliser un montage à reflux. Ajouter 30 ml d eau déminéralisée dans le récipient ou dans un ballon (photo 30). Si système de chauffage avec montage à reflux : mettre le système de chauffage à moitié de sa capacité et compter 5 minutes quand le reflux commence. Si montage classique : mettre le dispositif dans un bécher, le remplir d eau bouillante et laisser le dispositif 5 minutes (photo 32). Laisser refroidir avant filtration Nettoyage et séchage du pigment Photo 33 Photo 34 Photo 35 Photo 36 FRANÇAIS 6

8 Préparer un montage de filtration : entonnoir plastique + filtre plissé (photo 33). Verser le contenu du récipient et rincer le bécher avec 10 ml d eau déminéralisée (photo 34). Rincer une deuxième fois le pigment avec 10 ml d eau déminéralisée à l aide de l éprouvette (photo 35). Sécher le pigment entre deux feuilles absorbantes (photo 36). 5 Service après vente Pour toutes réparations, réglages ou pièces détachées, veuillez contacter : JEULIN - SUPPORT TECHNIQUE Rue Jacques Monod BP EVREUX CEDEX FRANCE * * 0,15 TTC/ min à partir d'un poste fixe FRANÇAIS 7

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