TPC n°1 Transformations chimiques impliquant le cuivre
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Transformations chimiques impliquant le cuivre Objectifs : - Observer et décrire plusieurs variétés de formes et de couleurs prises par l’élément cuivre. - Suivre un protocole expérimental et des consignes de sécurité. Consignes de sécurité - Quand tu vois (*), cela signifie que le port des gants et des lunettes de protection est vivement recommandé. - La réaction 1 doit se faire sous la hotte aspirante. I . RECHERCHE EXPERIMENTALE : Expérience 1 : (*) On fait réagir de l’acide nitrique avec du cuivre métallique. Note l’aspect de chaque espèce chimique avant la réaction. Dans un tube à essai, place un petit échantillon de cuivre métallique. Sous la hotte, introduis à l’aide d’une pipette environ 1 mL d’acide nitrique concentré. Pour arrêter la réaction, remplis à moitié le tube à essai avec de l’eau distillée. Note tes observations et fais un schéma légendé de l’expérience. Qu’est devenu le métal cuivre ? Justifie ta réponse. La couleur bleue d’une solution est due à la présence des ions cuivre II de formule Cu2+. Expérience 2 : (*) On prélève 1 à 2 millilitres de la solution précédente que l’on verse dans un tube à essais. On verse lentement quelques gouttes d’une solution d’hydroxyde de sodium, de formule (Na+ + HO-) dans ce tube à essais. Quel est l’aspect du contenu du tube et de la soude avant la réaction ? Ajoute, dans le tube, environ 2 mL de soude. Agite doucement après avoir bouché le tube. Note toutes tes observations sur un schéma. Ces observations permettent-elles de confirmer ta réponse à la question de la réaction 1? Justifie. Expérience 3 : Après avoir ôté le bouchon, porte le contenu du tube à l’ébullition à l’aide d’un bec Bunsen. Fais un schéma de l’expérience et note tes observations. En t’aidant des renseignements fournis dans les cadres, indique quelle est la réaction qui vient de se dérouler dans le tube. Le précipité obtenu décante facilement. Précise le sens du verbe décanter. L’hydroxyde de cuivre II se déshydrate par chauffage en donnant de l’eau et un solide noir, l’oxyde de cuivre de formule CuO. Expérience 4 : (*) Après avoir refroidi le tube sous le robinet, ajoute la quantité juste nécessaire d’acide chlorhydrique concentré, de formule (H+ + Cl-) pour dissoudre le précipité précédent. Pense à agiter. Note tes observations. Reconnais-tu l’une des espèces chimiques contenue dans le tube ? Réaction n° 5 : Introduis dans le tube un clou en fer bien décapé. Retire-le du tube après une à deux minutes. Note tes observations. Quelle est la nature du dépôt recouvrant le clou ? II . EXPLOITATION : 1) Dans les cinq réactions précédentes l’élément cuivre est apparu sous quatre formes différentes. Dans un tableau, indique le nom, la formule chimique et la couleur de ces quatre formes de l’élément cuivre. 2) Recopie et complète l’organigramme ci-dessous des réactions effectuées en donnant la formule chimique et le nom du composé chimique contenant l’élément cuivre. Organigramme des réactions effectuées …… …………………….. …… …………………. ………………….. …… …… III . CONCLUSION : Que peut-on dire de l’élément cuivre sur l’ensemble de ces réactions ? …………………….. TPC n°1 Transformations chimiques impliquant le cuivre Matériel Tube à essai avec un bouchon adapté 3 pipettes simples avec une poire Bec Bunsen Pince en bois Gants et lunettes de protection Cuivre métallique en petits morceaux Clou décapé Acide nitrique concentré ( à 50% ) Acide chlorhydrique concentré ( à 6 mol.L-1 ) Hydroxyde de sodium ( soude ) à 2,5 mol.L-1 Organigramme des réactions effectuées …… …………………….. …… …………………. ………………….. …… …… …………………….. Hydroxyde de cuivre Cuivre métallique Cu(OH)2 Ions cuivriques 2+ Cu Cu Oxyde de cuivre CuO Correction du TPC n°1 Transformations chimiques impliquant le cuivre Réaction n°1 : on fait agir de l’acide nitrique sur du cuivre métallique. L’acide nitrique est un liquide incolore et transparent. Le cuivre métallique est un solide couleur rouge cuivre (caractéristique). J’observe que la solution devient bleue, que le cuivre métallique disparaît. De plus, il y a effervescence ce qui signifie qu’un gaz se dégage. Ce gaz est roux et je le vois au dessus de la surface de la solution. Le cuivre métallique a disparu. Or, la couleur bleue d’une solution est due à la présence des ions cuivre II donc j’en déduis que le cuivre métallique s’est transformé en ions cuivre II. Tube à essais Acide nitrique concentré Cuivre métallique Réaction n°2 : on fait réagir le contenu du tube précédent avec une solution d’hydroxyde de sodium (ou soude) de formule (Na+ + HO-). Le contenu du tube est un liquide transparent et bleu clair. La soude est un liquide incolore et transparent. Ces observations confirme la présence des ions cuivre II dans la solution précédente. En effet, la soude forme un précipité bleu d’hydroxyde de cuivre II en présence des ions cuivre II qui est bien ce que j’observe. Précipité bleu Réaction n°3 : après avoir ôté le bouchon du tube, on porte ce dernier à ébullition à l’aide d’un bec Bunsen. Le précipité d’hydroxyde de cuivre II s’est déshydraté par chauffage et a formé un solide noir : de l’oxyde de cuivre. Décanter veut dire se séparer de la phase aqueuse. Solide noir Réaction n°4 : On ajoute ensuite de l’acide chlorhydrique (H+ + Cl-). L’acide chlorhydrique est un, liquide transparent et incolore. Le précipité disparaît et la solution devient bleue. Je reconnais les ions cuivre II qui sont bleus en solution. Réaction n°5 : on introduit un clou en fer. Le clou se recouvre d’un dépôt rouge. Ce dépôt est du cuivre métallique.
