Chimie minérale. Préparation de gels et croissance de cristaux dans les gels. Surriabre Pedro. Abegg Daniel. Laboratoire 161

Documents pareils
TECHNIQUES: Principes de la chromatographie

THEME 2. LE SPORT CHAP 1. MESURER LA MATIERE: LA MOLE

Physique Chimie. Réaliser les tests de reconnaissance des ions Cl -,

EXERCICE II. SYNTHÈSE D UN ANESTHÉSIQUE : LA BENZOCAÏNE (9 points)

TP : Suivi d'une réaction par spectrophotométrie

K W = [H 3 O + ] [OH - ] = = K a K b à 25 C. [H 3 O + ] = [OH - ] = 10-7 M Solution neutre. [H 3 O + ] > [OH - ] Solution acide

LABORATOIRES DE CHIMIE Techniques de dosage

Chapitre 02. La lumière des étoiles. Exercices :

Suivi d une réaction lente par chromatographie

Enseignement secondaire

PHYSIQUE-CHIMIE DANS LA CUISINE Chapitre 3 : Chimie et lavage

Rappels sur les couples oxydantsréducteurs

BTS BAT 1 Notions élémentaires de chimie 1

TP n 1: Initiation au laboratoire

Liquides oraux : et suspensions. Préparations liquides pour usage oral. Solutions

SP. 3. Concentration molaire exercices. Savoir son cours. Concentrations : Classement. Concentration encore. Dilution :

Utilisation historique de nanomatériaux en pneus et possibilités de nouveaux développements

Titre alcalimétrique et titre alcalimétrique complet

Matériel de laboratoire

Les solutions. Chapitre 2 - Modèle. 1 Définitions sur les solutions. 2 Concentration massique d une solution. 3 Dilution d une solution

Fiche de révisions sur les acides et les bases

ACIDES BASES. Chap.5 SPIESS

NORME CODEX POUR LES SUCRES 1 CODEX STAN

SUIVI CINETIQUE PAR SPECTROPHOTOMETRIE (CORRECTION)

Calcaire ou eau agressive en AEP : comment y remédier?

BAC BLANC SCIENCES PHYSIQUES. Durée : 3 heures 30

Exercices sur le thème II : Les savons

Exemple de cahier de laboratoire : cas du sujet 2014

TP 2: LES SPECTRES, MESSAGES DE LA LUMIERE

Synthèse et propriétés des savons.

259 VOLUMETRIE ET TITRATION DOSAGE DU NaOH DANS LE DESTOP

FICHE DE DONNÉES DE SÉCURITÉ conformément au Règlement (CE) nº1907/2006 REACH Nom : KR-G KR-G

KASOLV 16 Silicate de potassium

4. Conditionnement et conservation de l échantillon

1 ère partie : tous CAP sauf hôtellerie et alimentation CHIMIE ETRE CAPABLE DE. PROGRAMME - Atomes : structure, étude de quelques exemples.

Acides et bases. Acides et bases Page 1 sur 6

Comment suivre l évolution d une transformation chimique? + S 2 O 8 = I SO 4

Les composites thermoplastiques

Biochimie I. Extraction et quantification de l hexokinase dans Saccharomyces cerevisiae 1. Assistants : Tatjana Schwabe Marcy Taylor Gisèle Dewhurst

CODEX ŒNOLOGIQUE INTERNATIONAL. SUCRE DE RAISIN (MOUTS DE RAISIN CONCENTRES RECTIFIES) (Oeno 47/2000, Oeno 419A-2011, Oeno 419B-2012)

La séparation membranaire : comment maintenir la performance des membranes?

Mise en pratique : Etude de spectres

La fonte des glaces fait-elle monter le niveau de la mer?

Décrets, arrêtés, circulaires

Niveau 2 nde THEME : L UNIVERS. Programme : BO spécial n 4 du 29/04/10 L UNIVERS

Vulcano Pièges Fourmis

MÉTHODE DE DÉSEMBOUAGE DE CIRCUITS DE CHAUFFAGE

CONSTRUCTION DES COMPETENCES DU SOCLE COMMUN CONTRIBUTION DES SCIENCES PHYSIQUES

Pour améliorer la qualité Objectif esthétique pour l eau potable 1 mg/l

PH Moins 1. IDENTIFICATION DE LA SUBSTANCE/DU MÉLANGE ET DE LA SOCIÉTÉ/ENTREPRISE. Postbus ZG Herpen Pays-Bas +31 (0)

Fiche de données de sécurité Selon l Ochim (ordonn. produits chim.) du , paragr.3

RAID PIEGES ANTI-FOURMIS x 2 1/5 Date de création/révision: 25/10/1998 FICHE DE DONNEES DE SECURITE NON CLASSE

1. Identification de la substance ou préparation et de la Société. 2. Composition/ informations sur les composants

Application à l astrophysique ACTIVITE

pka D UN INDICATEUR COLORE

Peroxyacide pour l'hygiène dans les industries agroalimentaires

Rapport annuel de monitoring automatisé de la qualité de l eau

Séquence 9. Étudiez le chapitre 11 de physique des «Notions fondamentales» : Physique : Dispersion de la lumière

Fiche de données de sécurité Selon l Ochim (ordonn. produits chim.) du , paragr.3

TS1 TS2 02/02/2010 Enseignement obligatoire. DST N 4 - Durée 3h30 - Calculatrice autorisée

SECTION 1: Identification de la substance/du mélange et de la société/l entreprise

TPG 12 - Spectrophotométrie

Chapitre 6. Réactions nucléaires. 6.1 Généralités Définitions Lois de conservation

10 en agronomie. Domaine. Les engrais minéraux. Livret d autoformation ~ corrigés. technologique et professionnel

A chaque couleur dans l'air correspond une longueur d'onde.

β-galactosidase A.2.1) à 37 C, en tampon phosphate de sodium 0,1 mol/l ph 7 plus 2-mercaptoéthanol 1 mmol/l et MgCl 2 1 mmol/l (tampon P)

Cosmétique, perfection de couleur et délicatesse sont les principes fondamentaux de DousColor.

(72) Inventeur: Baijot, Bruno Faculté des Se. Agronom. de l'etat Dép. de Technol. agro-alimentaire et forestière groupe Ceteder B5800 Gembloux(BE)

Est-elle bonne à boire?

Le ph, c est c compliqué! Gilbert Bilodeau, agr., M.Sc.

FICHE DE DONNEES DE SECURITE

SOFTSOAP LIQUID HAND SOAP PUMP SEA MINERAL / SAVON HYDRATATANT POUR LES MAINS POMPE MINERAL MARIN

33-Dosage des composés phénoliques

Un spectromètre à fibre plus précis, plus résistant, plus pratique Concept et logiciel innovants

Meine Flüssigkeit ist gefärbt*, comme disaient August Beer ( ) et Johann Heinrich Lambert ( )

SESSION 2013 ÉPREUVE À OPTION. (durée : 4 heures coefficient : 6 note éliminatoire 4 sur 20) CHIMIE

Comprendre l Univers grâce aux messages de la lumière

Effets électroniques-acidité/basicité

QU EST-CE QUE LA CHLORATION?

SECTION 1- Identification de la substance/du mélange et de la société / entreprise

Indicateur d'unité Voyant Marche/Arrêt

TS 31 ATTAQUE DE FOURMIS!

Le séchage des ateliers :

Pourquoi un fort intérêt de l industrie du pneumatique pour les nanomatériaux?

CHROMATOGRAPHIE SUR COUCHE MINCE

EXERCICE 2 : SUIVI CINETIQUE D UNE TRANSFORMATION PAR SPECTROPHOTOMETRIE (6 points)

Partie 1. Addition nucléophile suivie d élimination (A N + E) 1.1. Réactivité électrophile des acides carboxyliques et groupes dérivés

Séquence 5 Réaction chimique par échange de protons et contrôle de la qualité par dosage

Principe de fonctionnement des batteries au lithium

EXERCİCE N 1 : «Synthèse de l éthanamide» (7 pts)

Chap 1: Toujours plus vite... Introduction: Comment déterminer la vitesse d une voiture?

Vitesse d une réaction chimique

Sartorius DocuClip & Docu-pH Meter. La nouvelle référence pour des analyses électrochimiques sûres

Comprendre l efflorescence

Nouveau programme de première S (2011) : l essentiel du cours.

AIDE-MÉMOIRE LA THERMOCHIMIE TABLE DES MATIERES

LES SUBSTITUTIONS NUCLÉOPHILES EN SÉRIE ALIPHATIQUE S N 1 ET S N 2

EN AMONT DE LA DÉLÉGATION ACCUEIL ET FORMATION GÉNÉRALE À LA SÉCURITÉ FORMATION AU POSTE DE TRAVAIL

Partie Observer : Ondes et matière CHAP 04-ACT/DOC Analyse spectrale : Spectroscopies IR et RMN

Transcription:

Chimie minérale Préparation de gels et croissance de cristaux dans les gels Abegg Daniel Surriabre Pedro Laboratoire 161 13 août 2008

Table des matières 1 Préparation de gels et croissance de cristaux dans les gels 5 1.1 Introduction.............................. 5 1.2 But de la manipulation........................ 5 1.3 Partie pratique............................ 6 1.3.1 Formation d un gel à base d alcool polyvinylique et de borax 6 1.3.2 Croissance de cristaux.................... 6 1.4 Questions............................... 9 1.4.1 Formation d un gel à base d alcool polyvinylique et de borax 9 1.4.2 Croissance de cristaux dans les gels de silice........ 10 1.5 Conclusion............................... 12 1.6 Annexe................................. 12 1.6.1 Fiche de toxicité....................... 12 3

4 Table des matières

1 Préparation de gels et croissance de cristaux dans les gels 1.1 Introduction Les gels sont une classe importante de produit qui ont de multiples utilités dont la possibilité de former des cristaux (par exemple PbI 2 ), ce qui est impossible dans un milieu aqueux. Les gels sont difficiles à définir mais la caractérisation la plus proche est un système à deux composants de nature semi-solide, riche en liquide. Les gels sont donc composés en grande partie d eau, qui est piégée dans un réseau tridimensionnel. Ce dernier forme un polymère à liaisons faibles. La vitesse de formation d un gel est dépendant du ph et de la température. 1.2 But de la manipulation Le but est de caractériser les facteurs nécessaires à la formation de gels et d observer la croissance de cristaux dans ces derniers. 5

6 1.3. PARTIE PRATIQUE 1.3 Partie pratique 1.3.1 Formation d un gel à base d alcool polyvinylique et de borax Dans un bécher est placé 25 ml d alcool polyvinylique 4%, puis 3 ml de Borax dans eau 4% en agitant vigoureusement. bservations Il y a la formation très rapide d un gel. Les borates ([B() 4 ] ) forment avec les fonctions diols de l alcool polyvinylique des liaisons hydrogènes ou les molécules d eau s insèrent. Le réseau tridimensionnel est de forme variable à cause de la nature de liaisons H. R R. B R R Fig. 1.1: Liaisons hydrogènes formant un gel. 1.3.2 Croissance de cristaux 1. Préparation des produits Silicate de sodium V = 100 0.06 densité sol. 1.00 = 100 0.06 1.39 1.00 = 15.38 ml Dans un bécher sont placés les 15.38 ml de silicate de sodium et dilution à 100 ml avec de l eau.

1.3 7 Acide acétique Concentration = 99.8% Densité = 1.050 g/ml MM = 62 g/mol V = 1 M 0.1 L 62 g/mol = 5.9 ml Dilution à 100 ml avec de l eau. 2. Formation de gels et de cristaux d iodure de plomb acétate de plomb : C 4 H 6 4 Pb 3H 2 MM = 379.33 g/mol m = MM 1 ml 1 M = 0.38 g Dans un bécher est mis 1 ml d acétate de plomb et ajout de 15 ml d acide acétique. En agitant, ajout de 15 ml, goutte à goutte de silicate de sodium. 2 éprouvettes sont remplies aux 2/3 et le gel se forme pendant la nuit. 2 solution de 5 ml de KI sont préparées : 0.5 g et 1,0 g. Ces solutions sont ajoutées dans les tubes à essais et l un d entre eux est mis dans un bainmarie à 40 C pendant 5 semaines. Pb 2+ + 2I PbI 2(s) 3. Facteurs influençant la formation d un gel Mise de 0.19 g d acétate de plomb dissout dans 0.5 ml d eau dans un bécher, ajout de 7.5 ml de silicate de sodium et ensuite de 7.5 ml d acide acétique. bservations Il y a la formation d un précipité avant l ajout d acide acétique qui ne change rien. Comme précédemment mais d abord ajout de l acide acétique puis du silicate de sodium bservations Le gel ne se forme pas mais il devrait le faire après un certain temps (une nuit).

8 1.3. PARTIE PRATIQUE 4. Formation d anneaux de Liesegang par précipitation de HgI 2 Dans un bécher sont dissout 0.13 g de KI dans 15 ml d acide acétique, goutte à gouttes est ajouté 15 ml de silicate de sodium. Cette solution est mise dans 2 éprouvettes et le gel se forme pendant la nuit. Idem pour 2 autres éprouvettes, mais avec 0.21 g de iodure de potassium. Dans chaque tube est placé 5 ml de Hg 2 Cl 2 ()1.3 g dans 20 ml). 1 tube avec une concentration de KI 0.1 M et 1 avec 0.2 M sont placé dans un bain-marie. Les ions iodures sont dans le gel et avec le mercure qui entre dans le gel, il y a précipitation. 2I + Hg 2+ HgI 2(s) 5. Formation de cristaux de tartrate de calcium acide tartrique : C 4 H 6 6 MM = 150.09 g/mol m = MM 20 ml 1 M = 3 g Dans un bécher est dilué 7.5 ml de solution de silicate de sodium marqué pour tartrate de calcium avec 7.5 ml d eau. Ajout goutte à goutte de 15 ml d acide tartrique 1 M. Mise dans 2 éprouvettes et le gel se forme pendant la nuit. Par éprouvettes 5 ml d une solution de CaCl 2 1 M (1.5 g dans 10 ml) et un tube avec mis dans un bain-marie. Les ions tartrates dans le gel forment des cristaux avec le calcium qui pénètre. CaCl 2 + Ca + 2 Cl Fig. 1.2: Formation de cristaux de tartrate de calcium

1.4 9 1.4 Questions 1. Donnez le structure de l anion du borax Na 2 B 4 7. Que pouvez-vous dire sur la valence du bore dans ce composé? Quels composés connaissez-vous qui ont un nombre de coordination 4 pour le bore? Dans ces composés, peut-on observer des longueurs de liaison différentes? B H B B B. Fig. 1.3: Structure de l anion borax hydraté [B 4 5 () 4 ] 2 Le bore, dans ce composé, à des valences 3 et 4. Le [B() 4 ] est aussi un composé avec un bore possédant une valence 4 ou bien aussi le NaBH 4. Ces composés sont de forme tétraédrique et leurs longueurs de liaison sont plus légèrement plus longue que les composé ou le bore à une valence de 3 à cause de l encombrement sphérique. 2. Écrivez pour chaque essai les réactions chimiques entre les composantes autres que le gel. Décrivez le structure du complexe de calcium formé! Voir parties correspondantes. 1.4.1 Formation d un gel à base d alcool polyvinylique et de borax 1. Notez vos remarques sur l état physique du gel : élasticité, rigidité, etc. Le gel est élastique et il prend la forme du récipient. Il piège l eau ce qui se voit par les bulles dans le gel qui est transparent.

10 1.4. QUESTINS 2. Est-ce que le gel est soluble dans l eau? Expliquez. Il piège (absorbe) l eau et donc augmente de volume. Si le gel est chauffé il se dissoudra car les liaisons hydrogènes le formant se briseront. 3. Expliquez les différences mécaniques et physiques entre les gels et les polymères covalents classiques comme le caoutchouc vulcanisé. Le caoutchouc vulcanisé (pneu de voiture, etc.) est rigide et n absorbe pas l eau à l inverse du gel, car il s agit des liaisons covalentes tandis que le gel ne possède que des liaisons hydrogènes ce qui donnent de propriétés mécaniques et physiques différentes. Comme par exemple la variation de température influence peu le caoutchouc vulcanisé mais dissout le gel, etc. 1.4.2 Croissance de cristaux dans les gels de silice 1. Expliquez pourquoi l ordre des réactifs est important à la formation d un gel. (1.3.2 et 1.3.3) L ordre des réactifs est important car comme on le voit bien si l acide (acétique) est ajouté après le silicate de sodium, il y a protonation et la formation du gel n est pas possible. Il se formera plutôt PbSi 3 (s) (Pb 2+ + Si 2 3 ). 2. A quoi sert le gel Le gel sert à la formation de grandes cristaux grâce à une diffusion lente. 3. Décrivez l évolution des trois systèmes (1.3.2 : iodure de plomb ; 1.3.4 : iodure de mercure(iii) ; 1.3.5 : tartrate de calcium) pendant toute la période des travaux pratiques. Description des gels eux-mêmes. bservation immédiatement après l addition du dernier réactif, observations des cristaux (tailles, couleurs, effet de température, etc.) après un jour, 2 jours, 1 semaine, 3 semaines.

1.4 11 Tubes Jour 0 Jour 1 Jour 13 Jour 21 0.5 g KI solution cristaux jaunes critaux travers + Pb incolore dans le gel le gel 40 C 1.0 g KI + Pb 40 C 0.1 g KI + Hg 25 C 0.1 g KI + Hg 40 C 0.2 g KI + Hg 25 C 0.2 g KI + Hg 40 C tartrate + CaCl 2 25 C tartrate + CaCl 2 40 C solution incolore poudre rouge poudre rouge poudre rouge poudre rouge pâte grise pâte grise cristaux jaunes plus gros dans le gel 2 halo : un rouge et en dessous un jaune dans le gel 2 halo idem mais halo plus foncé (concentré) 2 halo et dispersion gros cristaux gris idem diffusion plus rapide plus de halo jaune ; halo rouge milieu du tube ; dispersion halo rouge dans 70% du tube migration halo et dispersion du halo migration halo et dispersion migration du halo et dispersion diffusion lente ( 2% du tube) diffusion plus rapide ( 5% tube) cristaux sont au bout du tube cristaux sont au bout de tube ; plus concentré que 0.5 g KI légère migration du halo et dispersion dans tout le tube idem au tube à 25 C idem au tube 0.1 g KI mais cristaux plus nombreux dispersion plus importante que à T.A. dans tout le tube 5% du tube 8% du tube Tab. 1.1: Évolution au cours du temps des cristaux PbI 2, HgI 2 et de tartrate de calcium dans les gels. Les cristaux de PbI 2 avec une concentration de 1.0 g de Ki sont plus gros et plus concentré au fond du tube que ceux avec 0.5 g. Les anneaux de Liesegang (HgI 2 ) sont rouges et les cristaux du halo sont

12 1.5. CNCLUSIN en forme d aiguilles. Peu de différence entre les deux concentration, ceux à 0.2 g sont un peu plus visible (foncé) dans le gel. Les cristaux de tartrate de calcium sont de gros cristaux, probablement trop pour bien migrer dans gel. Dans le bain-marie, il migre un peu plus vite mais pour le voir il faut mettre les deux tubes l un à côté de l autre. 1.5 Conclusion La vitesse de migration des cristaux n augmente par beaucoup dans le bain-marie (40 C). Le fait que le bain-marie était vide d eau et peut-être même éteint pendant les vacances (jour 3 à 13) peut expliquer ceci. 1.6 Annexe 1.6.1 Fiche de toxicité réactif CAS MM (g/mol) dangers cancérigène Alcool polyvinylique 9002-89-5 oui Borax 1303-96-4 381.36 nocif non Silicate de sodium 6834-92-0 122.06 corrosif non C 4 H 6 4 Pb 3H 2 6080-56-4 379.33 toxique oui KI 7681-11-0 166.00 non HgCl 2 7487-94-7 271.49 toxique oui Acide tartrique 87-69-4 150.08 nocif non CaCl 2 2H 2 10035-04-8 147.01 nocif non