Chap2 Tests de reconnaissance de quelques ions. Items Connaissances Acquis Formule des ions sodium, cuivre(ii), fer(ii), fer(iii) et chlorure Domaines d acidité et de basicité en solution aqueuse. Lien entre les domaines d acidité/basicité et la présence des ions hydrogène et des ions hydroxyde Dangers des produits acides ou basiques concentrés. Capacités C3.1.2 Suivre un protocole expérimental afin de reconnaître la présence de certains ions dans une solution aqueuse. C3.1.4 C3.1.2 Faire un schéma Suivre un protocole expérimental afin de distinguer, à l aide d une sonde ou d un papier ph, les solutions neutres, acides et basiques. Identifier un risque, respecter les règles de sécurité. I. Comment reconnaitre la présence de certains ions? AE : Qui a tué Paméla Rose? Test avec le nitrate d'argent pour rechercher la présence d'ions chlorure Cl - Quelques gouttes de nitrate d'argent : Ions nitrate: NO 3 - Ions argent: Ag + Solution X Pas de précipité Précipité blanc qui noircit à la lumière Pas d ion chlorure Présence d'ions Chlorure de formule Cl - Page 1 sur 8
Test avec la soude ou hydroxyde de sodium pour rechercher la présence de certains ions métalliques Quelques gouttes d'hydroxyde de sodium : Ions hydroxyde : HO - Ions sodium : Na + Solution X Pas de précipité Précipité bleu Précipité vert Précipité rouille Pas d ion Cu 2+ ; Fe 2+ et Fe 3+ Présence d'ions Cuivre (II) de formule Cu 2+ Présence d'ions Fer (II) de formule Fe 2+ Présence d'ions Fer (III) de formule Fe 3+ Conclusion : En présence d ions argent Ag +, les ions chlorure Cl - forment un précipité blanc qui noircit à la lumière. En présence d ions hydroxyde HO - : - les ions cuivre (II) Cu 2+ forment un précipité bleu - les ions fer (II) Fe 2+ forment un précipité vert - les ions fer (III) Fe 3+ forment un précipité rouille. Exercices : 9p61 : 1. Dans un tube à essai, on verse environ 1 ml de la solution contenant les ions Cl - et on ajoute quelques gouttes de nitrate d argent : on obtient un précipité blanc qui noircit à la lumière. 2. Cf. activité 1, page 52 schéma de la fig1. 10p61 : a. Ion cuivre II : Cu 2+ b. ion fer II : Fe 2+ c. ion fer III : Fe 3+ 17p62 : 1. Elle peut identifier les ions chlorure et les ions fer II ou fer III. 2. Elle utilise le nitrate d argent pour identifier les ions chlorure et la soude pour identifier les ions fer II ou fer III. 3. Cf. activité 1 page 52 du livre, schémas des Fig. 1 et 2b. 18p62 : Il doit chercher à identifier les ions chlorure : il verse quelques gouttes de nitrate d argent dans chacun des tubes. Le tube dans lequel il observe un précipité blanc qui noircit à la lumière contient des ions chlorure et donc le chlorure de cuivre. 19p62 : 1. Aurélie obtient un précipité rouille avec la soude, donc la solution contient des ions fer III Fe 3+. Page 2 sur 8
Elle obtient un précipité blanc qui noircit à la lumière avec le nitrate d argent, donc la solution contient des ions chlorure Cl. 2. La solution contient des ions chlorure et des ions fer III : c est du chlorure de fer III. 29p64 : On doit identifier les réactifs (le fer, les ions cuivre II et les ions sulfate) et les produits (le cuivre, les ions fer II et les ions sulfate) de la réaction chimique qui s est produite. Les ions cuivre se sont transformés en cuivre, tandis que le fer s est transformé en ions fer II. Donc le dépôt rouge sur le baril est du cuivre et la solution verte du sulfate de fer II. II. Le ph des solutions aqueuses. Activité 2 p53 : comment reconnaitre une solution acide, neutre ou basique? 1. La valeur du ph d une solution acide est inférieure à 7. 2. La valeur du ph d une solution neutre est 7. 3. La valeur du ph d une solution basique est supérieure à 7. 4. Plus la valeur du ph d une solution est faible, plus cette solution est acide : jus de citron boisson au cola vinaigre. 5. Plus la valeur du ph d une solution est élevée, plus cette solution est basique : soude eau de Javel ammoniaque. 6. Une solution est acide si son ph est inférieur à 7, neutre s il est égal à 7 et basique s il est supérieur à 7. Définition : Le ph (potentiel hydrogène) d une solution aqueuse est une grandeur sans unité, qui varie par convention entre 0 et 14 et qui indique si la solution est acide, basique ou neutre. Il se mesure soit avec un appareil appelé ph-mètre ou simplement avec un papier indicateur de ph. (Voir Outil 3p246 : Mesure du ph). 0 NEUTRE 7 14 ph Liquide Valeur du ph Exemples : Papier ph ACIDE BASIQUE Jus de citron Cocacola Vinaigre Eau du robinet Eau de Volvic Eau de Javel Eau de chaux Hydroxyde De sodium 2 3 3 6 7 11 12 13 2,30 2,63 2,75 5,82 7,05 11,15 12,30 12,88 phmètre Page 3 sur 8
Une solution aqueuse neutre contient autant d ions hydrogène H + que d ions hydroxyde HO - Dans une solution acide, il y a plus d ions hydrogène H + que d ions hydroxyde HO - Dans une solution basique, il y a plus d ions hydroxyde HO - que d ions hydrogène H + Les produits acides ou basiques concentrés présentent des dangers. Ils sont corrosifs : rongent les métaux et la peu. Exercices : 11p61 : 20p62 : 1. a. La solution de chlorure de sodium contient des ions chlorure (Cl ) et des ions sodium (Na + ). b. La solution d hydroxyde de sodium contient des ions hydroxyde (HO ) et des ions sodium (Na + ). c. L acide chlorhydrique contient des ions chlorure (Cl ) et des ions hydrogène (H + ). 2. Les solutions de chlorure de sodium et d hydroxyde de sodium ne sont pas acides, donc ce ne sont ni les ions Cl ni les ions Na + ni les ions HO qui sont responsables de l acidité. L acide chlorhydrique est acide et contient des ions chlorure (Cl ), qui ne sont pas responsables de l acidité, et des ions hydrogène (H + ), qui sont donc responsables de l acidité. 22p63 : 26p64 : Le ph de l estomac est de 2 ; celui de l œsophage est normalement de 4 à 7. En circonstances normales, le sphincter œsophagien inférieur empêche le contenu de l estomac de remonter dans l œsophage, s ouvrant seulement pour laisser passer la nourriture ingurgitée, jouant ainsi un rôle de valve protectrice. En cas de reflux, le sphincter s ouvre à des moments inopportuns et laisse sortir les sucs gastriques de la cavité de l estomac : une partie du contenu gastrique, acide, passe dans l œsophage. 27p64 : Pour limiter ces pollutions, et donc réduire les pluies acides. On peut : utiliser des énergies non polluantes (eau, vent, solaire), modifier les techniques d agriculture, utiliser des moyens de transports en commun et des véhicules moins polluants (pots d échappement catalytiques, biocarburants ), filtrer le soufre à la sortie des cheminées des usines 28p64 : Les antiacides sont utilisés pour «neutraliser» l excès d acide dans notre estomac. Ce sont des médicaments dont le ph est forcément supérieur à 7 (bases). La réaction qui a lieu est une réaction acido-basique. Page 4 sur 8
AE : Un chou très coloré. Matériel : Produits : 6 Béchers 25mL. Support bécher. 2 pipettes 3mL. Lunette de sécurité. Blouse. Papier ph (batch N 2261-418). Agitateur en verre. Coupelle. Acide chlorhydrique 0,1mol/L. Hydroxyde de sodium 0,1mol/L. Jus de chou rouge. Eau déminéralisée. Eau du robinet. Préparation du jus de chou rouge : Mettre 2 feuilles de chou dans 1 L d eau bouillante. Laisser infuser une nuit. Protocole : Verser 25mL d acide dans le bécher 1 et 25mL de soude dans le bécher 6. Verser 25mL d eau déminéralisée dans les béchers 2,3,4 puis 5. A l aide d une pipette, verser 2,5mL de la solution 1 dans le bécher 2 puis agiter. Verser 2,5mL de la solution 2 dans le bécher 3 puis agiter. A l aide d une autre pipette, verser 2,5mL de la solution 6 dans le bécher 5 puis agiter. Verser 2,5mL de la solution 5 dans le bécher 4 puis agiter. Mesurer le ph de chacune des solutions avec le papier ph puis avec le ph-mètre Voir fiche méthode mesure du ph p246. (Rincer le matériel à l eau avant chaque nouvelle mesure). Ajouter 2mL de jus de chou rouge dans chacun des béchers. Résultats : 2,5m 2,5m 2,5m 2,5m Becher N 1 N 2 N 3 N 4 N 5 N 6 Papier ph ph-mètre Couleur Chou rouge Rouge Rose Violet Bleu Vert jaune Page 5 sur 8
Questions : Quel danger présente l utilisation de certains des produits? Ils sont corrosifs. Quelle recommandation faut-il impérativement respecter? Port des lunettes. Comment évolue le ph de la solution acide quand on la dilue? Le ph augmente. Comment évolue le ph de la solution acide quand on la dilue? Le ph diminue. Le jus de chou rouge peut il être utilisé pour mesurer le ph d une solution? Pourquoi? Oui car sa couleur change en fonction du ph. Conclusion : Pour diluer une solution, il faut ajouter celle-ci à de l eau (et non l inverse) pour éviter les risques d éclaboussures. Quand on dilue une solution, qu elle soit acide ou basique, son ph se rapproche de 7. Exercice : 12p61 : 1. Il a découpé deux morceaux de papier qu il met dans une coupelle et sur lesquels il dépose une goutte de chacune des solutions qu il a prélevée avec une pipette. Il compare alors la teinte prise par le papier à l échelle de teintes donnée sur la boîte du papier ph. 2. Chlorure de sodium : ph = 7 ; acide chlorhydrique : ph = 2. 3. Si on ajoute de l eau : à l acide chlorhydrique, le ph augmente ; au chlorure de sodium, le ph ne varie pas. 13p61 : Lola dilue de l acide chlorhydrique ; la solution ainsi préparée a un ph plus grand. 14p61 : 1. Lorsque l on dilue une solution concentrée, il faut toujours verser l acide dans l eau : c est Malik qui effectue la manipulation dangereuse. 2. L échauffement qui s ensuivrait pourrait provoquer des projections de substance corrosive. 24p63 : 1. Diluer 10 fois, c est obtenir un volume final 10 fois plus grand que le volume initial. Kevin doit donc préparer 100 ml de solution en ajoutant 10 ml d acide à 90 ml d eau. 2. Le ph de la solution augmente, mais ne peut être supérieur à 7 : ph = 3. 3. À l aide d une pipette jaugée et d une propipette, on prélève 10 ml d acide. On remplit à moitié une fiole jaugée de 100 ml, puis on ajoute l acide. On agite et on complète à 100 ml à l aide d une pissette d eau distillée. Attention : on verse l acide dans l eau et non l inverse. 4. Le ph tend vers le ph de l eau pure, c est-à-dire 7. 5. Non (cf. réponse précédente). 6. Kevin a la même quantité d acide, seule la concentration de la solution a changé. Page 6 sur 8
III. Sécurité. Activité 3p54 : Quelles indications apporte l étiquette d un produit ménager. 1. Il y a des risques de lésions oculaires, d irritations pour la peau, d intoxication par ingestion ou par respiration. 2. On doit porter des gants, des lunettes et utiliser le produit dans des zones bien ventilées. 3. En cas de contact avec la peau : laver immédiatement à l eau. En cas de contact avec les yeux : laver immédiatement à l eau et consulter un ophtalmologue. En cas d ingestion : contacter un médecin ou un centre antipoison. 4. La valeur du ph de ce produit est indiquée dans le texte et est de 12 : c est donc un produit basique. 5. On ne peut pas l utiliser avec d autres produits ménagers car la combinaison de ce produit avec d autres peut libérer un gaz toxique (le dichlore). 6. Irritant.mlmlmlmk 7. Ce produit à l avantage d être conditionné en spray et donc les doses utilisées peuvent être mieux maîtrisées et sont en général plus faibles. 8. Les indications portées sur l étiquette des produits ménagers (indications écrites ou pictogrammes de sécurité) indiquent les dangers encourus et les précautions à prendre pour éviter tout accident, ainsi que la conduite à tenir en cas d accident. Danger Je ronge Je pollue J altère la santé Je nuis gravement à la santé Je tue Je suis sous pression J explose Je flambe Je fais bruler Protection Conclusions : Les indications portées sur l étiquette des produits ménagers (indications écrites ou pictogrammes de sécurité) indiquent : - les dangers encourus - les précautions d usage pour éviter tout accident - la conduite à tenir en cas d accident. Page 7 sur 8
IV. Bilan. Page 8 sur 8