Structure de la matière et sécurité des produits chimiques Expérience n 1 : Combustion de cuivre métallique Dispositif expérimental : Après l expérience : Précautions pour la manipulation : -. -. Constatations expérimentales : -. -. A retenir : CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 1 -
Expérience n 2: Action de l acide chlorhydrique sur l oxyde de cuivre noir Dispositif expérimental : CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 2 -
Précautions pour la manipulation : - Produits utilisés - Solution d acide chlorhydrique Oxyde de cuivre II (noir) CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 3 -
Précautions pour la manipulation de l oxyde de cuivre : Précautions lors de la manipulation de l acide chlorhydrique non concentré Acide chlorhydrique Précautions lors de la manipulation du bec bunsen CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 4 -
Constatations expérimentales : -. -. Interprétation - Cours. Précautions expérimentales sur le produit formé : Solution de Chlorure de cuivre II (bleue).. Précautions expérimentales sur le produit permettant le traitement : Solution d hydroxyde de sodium peu concentrée CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 5 -
Elimination du chlorure de cuivre II. A retenir : CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 6 -
Expérience n 3 : Chlorure de cuivre et zinc en poudre Dispositif expérimental 5 6 4 7 3 8 2 9 1 11 CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 7 -
Précautions expérimentales: Solution de Chlorure de cuivre II (bleue) Solution d hydroxyde de sodium peu concentrée Zinc en poudre CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 8 -
Constatations expérimentales : -. -. A retenir : CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 9 -
Dans les manipulations sur le cuivre, on a vu que celui-ci pouvait se trouver sous trois formes : La lame de cuivre : Ce sont des atomes de Cuivre noté Cu L oxyde de cuivre en poudre noire : Ce sont des molécules notées CuO La solution de chlorure de cuivre II : Ce sont des ions cuivre II notés : Cu On a vu aussi que l on pouvait avoir du zinc sous les trois formes : Zn, Zn(OH) 2, et Zn. On a aussi rencontré la solution aqueuse d hydroxyde de sodium (NaOH) aq et la solution aqueuse d acide chlorhydrique (HCl) aq. On va désormais répondre aux nombreuses questions qui se posent de ces expériences : Qu est ce qui distingue du Cuivre et du Zinc? Comment noter plus simplement ces informations? Mais alors combien y a t il d atomes différents? Que signifie CuO, Cu(OH) 2,Zn(OH) 2? Pourquoi a-t-on écrit Cu(OH) 2 et pas CuO 2 H 2? Y a t il autant d atomes dans 1g d oxyde de cuivre que dans 1g d eau? CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 10 -
Qu est ce qui distingue du Cuivre et du Zinc? Comment noter plus simplement ces informations? A Z X CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 11 -
Mais alors combien y a t il d atomes différents? CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 12 -
Que signifie CuO, Cu(OH) 2,Zn(OH) 2? Molécule Composition Nom et forme habituelle CuO Cu(OH) 2 Zn(OH) 2 H 2 O CO 2 CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 13 -
Pourquoi a-t-on écrit Cu(OH) 2 et pas CuO 2 H 2? Cu (OH) 2 HCl : H 2 H 2 O CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 14 -
O 2 CO 2 CH 4 C 2 H 6 C 3 H 8 CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 15 -
C 4 H 10 C 6 H 14 C 2 H 5 OH CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 16 -
Y a t il autant d atomes dans 1g d oxyde de cuivre que dans 1g d eau? I VIIIB 1 4 Hydrogène H II Symbole de IIIB IVB VB VIB VIIB He Nombre de masse de l'élément l'isotope majoritaire 1 1,01 Nom de l'élément 2 4,00 7 9 102 11 12 14 16 19 20 Lithium Ruthénium Numéro atomique Masse Molaire Li Be Ru atomique B C N O F Ne moyenne des isotopes naturels 3 6,94 4 9,01 44 101,10 5 10,80 6 12,00 7 14,00 8 16,00 9 19,00 10 20,20 23 24 27 28 31 32 35 40 Na Sodium Mg IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA IB IIB Al Si 11 23,00 12 24,30 13 27,00 14 28,10 15 31,00 16 32,10 17 35,50 18 39 40 45 48 51 52 55 56 59 58 63 64 69 74 75 80 79 84 K Potassium Ca Beryllium Magnésium Calcium Sc 19 39,10 20 40,10 21 45,00 Scandium 22 Ti Titane V Vanadium Cr Chrome Mn Manganès Fe Fer Co Cobalt Ni Nickel Cu 47,90 23 50,90 24 52,00 25 54,90 26 55,80 27 58,90 28 58,70 29 63,50 30 65,40 31 69,70 32 72,60 33 74,90 34 79,00 35 79,90 36 Cuivre Zn Zinc Ga Bore Aluminium Gallium Ge Carbone Silicium Germanium P As Azote Phosphore Arsenic S Se Oxygène Soufre Sélénium Cl Br Fluor Chlore Brome Ar 39,90 Kr 83,60 Hélium Néon Argon Krypton CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 17 -
Exercices Exercice 1 Compléter le tableau suivant à partir de la classification périodique : 84 36 X 1 1 X 23 11 X 12 6 X Symbole de l élément Nom de l élément Nombre de protons Nombre de neutrons Nombre d électrons Exercice 2 La vitamine C est une... de formule chimique : Elle a pour représentation : H O H H H O H H O O O H O H Compléter le tableau ci-dessous : Symbole de l atome Nombre d atomes dans la vitamine C Masse molaire de l atome Masse molaire totale TOTAL : CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 18 -
De quoi sont constituées les solutions de Chlorure de cuivre II et d hydroxyde de sodium? Qu est-ce qu un précipité? CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 19 -
TP TESTS DE RECONNAISSANCE DES IONS Expérience: Reconnaissance des ions a) Dispositif expérimental Annoter le schéma : 2cm b) Identication des ions d après le nom des solutions Vous disposez sur votre paillasse de solutions aqueuses. Compléter les cases vides du tableau suivant : Solution Cation Anion + Ag NO 3 Chlorure de calcium ; Chlorure de fer III Sulfate de cuivre ; Sulfate de fer II ; Sulfate de zinc Ca Cu Fe 3+ Fe Zn Ca ; Cu ; Zn 3+ Fe Fe ; Cl SO 4 2 2 SO 4 Cl SO 4 Cl 2 2 SO 4 CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 20 -
Vérifier vos constations expérimentales avec le tableau suivant : Solution 2 Solution 1 Nitrate d'argent Hydroxyde de sodium Chlorure de baryum Chlorure de calcium Précipité blanc qui noircit à la lumière Précipité blanc rien Sulfate de cuivre rien Précipité bleu Précipité blanc Sulfate de fer (II) rien Précipité vert Précipité blanc Chlorure de fer (III) Précipité blanc qui noircit à la lumière Précipité rouille rien Sulfate de zinc rien Précipité blanc Précipité blanc Nitrate d'argent Précipité marron Précipité blanc qui noircit à la lumière Hydroxyde de sodium Précipité marron rien Chlorure de baryum Précipité blanc qui noircit à la lumière rien On en déduit le tableau suivant : Cations Anions NO 3 Cl 2 SO 4 HO Ag + Solution incolore Précipité blanc qui noircit à la lumière rien Précipité marron Ca Cu Fe 3+ Fe Zn Ba + Na rien Solution incolore rien Précipité blanc rien rien Solution bleue Précipité bleu rien rien Solution jaune Précipité vert rien Solution ocre rien Précipité rouille rien rien Solution incolore Précipité blanc rien Solution incolore Précipité blanc Précipité blanc rien rien rien Solution incolore Pour distinguer les ions calcium Ca des ions baryum Ba on utilise une solution d oxalate d ammonium qui donne avec les ions calcium Ca un précipité blanc. IL FAUT RETENIR POUR LE CAP LE TEST QUI PERMET DE CARACTERISER CHAQUE CATION CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 21 -
La flamme verte au dessus du cuivre peut-elle être utilisée pour reconnaître des ions en solution? Ion en solution Formule des ions Couleur de la flamme Ion Sodium Na + Jaune vif persistante Ion Calcium Ca Rouge orangé Ion Cuivre I et cuivre II Cu + ou Cu Vert Ion Potassium K + Violet CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 22 -
De quoi dépend la couleur d une solution ionique? Prenons du permanganate de potassium dont voici un extrait de la fiche de sécurité 1 ) Donner les précautions expérimentales pour la manipulation du permanganate de potassium. CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 23 -
2 ) Réaliser la pesée d un gramme de permanganate de potassium. 000.0 g TARE On/Off 001.0 g TARE On/Off 3 ) Mise en solution dans la verrerie jaugée CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 24 -
3 ) Dilution 50 ml 25 ml 50 ml 25 ml 50 ml 25 ml 4 ) Constatations expérimentales CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 25 -
Elimination du permanganate? On utilisera de l eau oxygénée de formule H 2 O 2 Indiquez le processus expérimental pour cette élimination d un produit dangereux pour l environnement. CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 26 -
Structure de la matière et sécurité des produits chimiques Ce polycopié couvre ces parties de programme : Il a été réalisé par François BINET pour ses élèves de CAP Vous l avez téléchargé sur http://convergence.chez.tiscali.fr/ CAP Structure de la matière et sécurité des produits chimiques - 27 -