HGT - SCG
Chimie
UAA2
AUTEURS : Caroline Destrée, Pascale Sartiaux
Fiche d’expérience 5
Combustion des métaux et des non-métaux
Ces expériences peuvent être réalisées par les élèves moyennant le respect de certaines précautions
(voir l’analyse de risques) : dans ce cas, les points 3, 4 et 5 leur sont destinés.
1. Objectifs de l’expérience
Grâce à la série de manipulations ci-dessous, les élèves découvrent ce qu'est une réaction chimique
d'un point de vue macroscopique (un phénomène macroscopique est un phénomène dont nous
pouvons observer certaines caractéristiques à l'œil nu).
2. Description générale
Les métaux comme les non-métaux peuvent réagir avec l’oxygène si l’énergie nécessaire à la
réaction leur est fournie. Les expériences présentées ci-dessous montrent les phénomènes de
combustion ainsi que la possibilité de déterminer à quelle catégorie de composés appartenait le
réactif de départ. (métal ou non-métal)
3. Matériel et produits
-
du magnésium en ruban
fleur de soufre réduite en poudre
de l’eau déminéralisée
cuillère à combustion
bec bunsen
baguette en verre
2 berlins de 250 ml
Bleu de bromothymol
Papier pH
Lunettes de soleil à indice UV élevé pour chaque élève
4. Procédure
(a)
-
Prélever dans une coupelle métallique ou une cuillère à combustion de la poudre de
soufre
Sous la hotte, introduire la coupelle dans la partie oxydante de la flamme d’un bunsen. Le
soufre fond puis brûle avec une flamme bleue. Une épaisse fumée accompagne cette
combustion.
Dès que la fumée apparaît, introduire la coupelle dans un berlin contenant une dizaine de
mL d’eau déminéralisée et fermer le Berlin.
1
Document1
-
Retirer la coupelle contenant le soufre fondu et la laisser sous la hotte (attention ! ne pas
faire couler le soufre dans l’eau).
Dissoudre les fumées dans l’eau en agitant.
La solution (a) est analysée :
Quelques gouttes de bleu de bromothymol sont ajoutées.
La solution devient : ……………………………….. (couleur)
On dépose une goutte de la solution sur un cm de papier indicateur.
Le papier vire au : …………………………………… (couleur)
(b)
-
Lier un morceau de ruban de magnésium (environ 5 cm) autour de l’extrémité d’une tige
de verre.
-
Introduire le morceau de magnésium dans la flamme éclairante d’un bunsen.
La combustion s’accompagne d’un éclair et de l’apparition d’une substance blanche.
-
Dissoudre un peu de cette substance dans une dizaine de mL d’eau déminéralisée contenue dans un berlin.
La solution (b) est analysée :
Quelques gouttes de bleu de bromothymol sont ajoutées.
La solution devient : …………………………………. (couleur)
On dépose une goutte de la solution sur un cm de papier indicateur.
Le papier vire au : ……………………………………... (couleur)
Tubes témoins
Dans deux tubes à essais, introduire quelques mL d’une solution acide (HCl dilué) et quelques mL d’une
solution basique (NaOH dilué). Dans chacun des tubes témoins, ajouter quelques gouttes de bleu de
bromothymol. Comparer vos solutions à celles des tubes témoins.
En (a), la solution est : …………………………….
En (b), la solution est : ……………………………..
5. Analyse de risques / sécurité
La réalisation d’expériences en particulier en chimie suppose le respect d’un certain nombre de règles
permettant à chacun, élèves et professeur, de vivre ces séances de laboratoire dans les meilleures
conditions de sécurité.
Pour chaque local où se déroulent de telles expériences, existe un règlement de laboratoire, approuvé
par le Conseiller en Prévention. Il sera signé par le chef d’établissement, le professeur, l’élève et ses
parents/responsables.
Chaque élève a une bonne connaissance de ce document.
2
Document1
Analyse de risques
Phases
Avant
(Professeur)
Points-clés
Organisation de la
classe
Sources de danger ou nature du
risque
Les déplacements des élèves
Afin de limiter les déplacements, installer
des postes de travail avec tout le matériel
nécessaire pour le groupe.
Prévoir et installer le matériel pour
chaque groupe.
Utiliser des gants.
Lors de la combustion du soufre,
des fumées seront produites.
Brûlures
La combustion du magnésium
provoque une lumière blanche
intense et la production de
rayons UV.
Brûlures, trous dans les
vêtements
Réaliser les expériences sous la hotte.
Préparation des
solutions d’acide
chlorhydrique et de
sulfate de cuivre.
Pendant
Combustion du soufre
(Professeur
et élèves)
Combustion du
magnésium
Manipulation de
solutions d’HCl et de
NaOH
Après
(Professeur
et élèves)
Evacuation des
déchets et nettoyage
du laboratoire
Mesures de prévention préconisées
Porter des lunettes de soleil anti UV.
Utiliser des gants.
Stocker dans un container prévu pour ce
type de solutions. Les évacuer selon les
normes.
Informations sur les réactifs
L'hydroxyde de sodium, appelé également soude ou soude caustique, est un solide ionique de formule
chimique NaOH. Il se présente généralement sous forme de pastilles, de paillettes ou de billes blanches,
corrosives et hygroscopiques. Même avec l’emploi de solution diluée, des brûlures peuvent survenir.
L'acide chlorhydrique est une solution aqueuse ayant pour solutés des ions de type oxonium et des ions
chlorure. On peut l’obtenir par dissolution dans l’eau du chlorure d’hydrogène qui est un gaz. Même
avec l’emploi de solution diluée, des brûlures peuvent survenir.
3
Document1
6. Développements attendus principalement visés
Décrire une transformation chimique sous forme d’une équation chimique moléculaire (C2).
L’élève identifie et décrit les réactifs et les produits intervenant dans une transformation chimique. Il leur
associe une formule chimique et modélise le phénomène en écrivant et en pondérant l’équation
chimique correspondante.
À partir d’un protocole expérimental, effectuer une réaction chimique et pondérer l’équation
correspondante (A4).
L’élève met en œuvre un protocole correspondant aux types de réactions suivantes :
- combustion d’un métal,
- combustion d’un non métal,
- neutralisation selon Arrhenius,
- réaction entre un acide et un métal,
- réaction entre un oxyde et l’eau.
Il identifie les réactifs et les produits et écrit l’équation pondérée de la réaction.
7. Bibliographie
HAUTIER, P., TOUBEAU, J., Fiche d’expérience pour le 2e degré, Congrès des Sciences, Liège 2014
4
Document1