Ae 6 le cuivre de l argent liquide
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Seconde_Thème 1_L’UNIVERS AE 6_Le cuivre : de l’argent liquide ? LE CUIVRE : DE L’ARGENT LIQUIDE ? Objectif : - Savoir ce qui se conserve au cours d’une transformation chimique. Document 0 : Où retrouver l’élément cuivre sous ses différentes formes ? Au cours de cette séance, un élément sera commun à toutes les espèces chimiques que nous allons rencontrer : le cuivre. Cependant, il peut exister sous différentes formes : Espèce chimique Formule chimique Etat physique Couleur Cuivre Cu solide orangé Ion cuivre II Cu2+ ion en solution bleu-vert Oxyde de cuivre II CuO solide noir Hydroxyde de cuivre II Cu(OH)2 solide bleu Nous allons réaliser différentes transformations des espèces contentant l’élément cuivre en s’intéressant notamment à son devenir. Compte rendu à faire: Pour chaque étape : * Faire un schéma annoté de l’expérience réalisée. * Noter les observations faites. * Interpréter ces observations en utilisant le tableau ci-dessus. * Conclure en notant les formules chimiques avant et après réaction. Manipulation 1 : Acide nitrique & disparition d’une pièce de cuivre. Sous la hotte & en mettant les gants, dans un bécher, placer une pièce de 5 centimes en cuivre. Ajouter avec précaution de l’acide nitrique (de formule brute HNO3 ; à 40 %) pour recouvrir toute la pièce. Laisser le bécher sous la hotte pour ne pas respirer les vapeurs toxiques. Manipulation 2 : Soude & précipitation. Dans un tube à essais, introduire environ 2 mL (soit environ 2 cm de hauteur dans le tube) de la solution d’ions cuivre (de formule Cu2+, SO42-) obtenue précédemment. Ajouter progressivement 4 à 6 mL de soude (appelée hydroxyde de sodium (Na+,HO-) ; concentrée à 50 g.L-1). Laisser décanter sur le portoir pendant cinq minutes puis éliminer l’excès de liquide pour la suite. Manipulation 3 : Chauffage & déshydratation. Positionner la plaque chauffante en position 7 et chauffer avec précaution le tube à essais en le saisissant avec une pince bois jusqu’à transformation complète de l’espèce initialement présente dans le tube. * Des projections peuvent se produire au cours du chauffage. Il convient alors d’orienter le tube dans une direction ne visant personne avec un angle d’environ 45 ° par rapport à l’horizontale. Il faut aussi surveiller constamment le contenu et l’éloigner de la source de chaleur s’il y a des risques de débordements ou de projections notamment quand des bulles se forment. * Ne jamais toucher le tube avec ses !!! M.Meyniel 1/2 Seconde_Thème 1_L’UNIVERS Manipulation 4 : AE 6_Le cuivre : de l’argent liquide ? Acide sulfurique & nouvelle dissolution. Laisser le tube précédent refroidir un peu sur le portoir puis ajouter environ 2 mL d’acide sulfurique (de formule (2 H+,SO42-) ; concentré à 0,5 mol.L-1). Boucher le tube et agiter énergiquement. Si besoin, rajouter 1 mL d’acide sulfurique et agiter de nouveau. Manipulation 5 : Réaction avec le métal fer. Mettre dans le tube précédent, un clou en fer. Et observer. Conclusion : Résumer sur le cycle ci-dessous les réactions réalisées en précisant : - dans chaque rectangle, le nom de l’espèce chimique et sa formule, - sur les flèches, l’autre réactif utilisé pour la transformation. Conclure en indiquant ce qui s’est conservé au cours de cette suite de transformations chimiques : …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… M.Meyniel 2/2 Seconde_Thème 1_L’UNIVERS AE 6_Le cuivre : de l’argent liquide ? L’ELEMENT CUIVRE DANS TOUS SES ETATS I. Action de l’acide nitrique sur le métal cuivre. Schéma expérimental : Acide nitrique Observations : Dégagement de vapeur rousse. Dissolution du cuivre dans l’acide et obtention solution bleue. copeau de cuivre Interprétation : L'acide nitrique agit ici à la fois par ses ions H+ et NO3-. Le gaz formé initialement n'est pas du dioxyde d'azote roux, mais du monoxyde d'azote incolore. Dès sa formation, ce dernier est oxydé par le dioxygène de l'air en dioxyde d'azote. 3/2 Cu (s) NO (g) + + NO31/2 O2 (g) + 4 H+ 3/2 Cu2+(aq) + NO (g) + 2 H2O NO2 (g) II. Action de la soude. soude Observations : Apparition d’un précipité bleu que l’on récupère sur le papier filtre. Schéma expérimental : Cu2+ Interprétation : Cu2+(aq) + 2 NaOH Cu(OH)2 (s) + 2 Na+ III. Déshydratation du précipité. Observations : Formation de gouttes d’eau qui s’évapore puis noircissement du précipité bleu. Schéma expérimental : Cu(OH)2 Plaque chauffante Interprétation : Formation d’un solide ionique noir : l’oxyde cuivrique chauffage Cu(OH)2 (s) CuO + H2 O IV. Action de l’acide sulfurique. Schéma expérimental : Acide sulfurique Observations : Dissolution du précipité noir. Bleuissement de la solution. CuO (s) Interprétation : M.Meyniel L’acide sulfurique agit par ses ions H+, les ions sulfates étant spectateurs. CuO (s) + 2 H+ Cu2+ + H2O 3/2 Seconde_Thème 1_L’UNIVERS AE 6_Le cuivre : de l’argent liquide ? V. Réaction avec le métal fer. Schéma expérimental : Clou en fer Observations : Petites bulles à la surface du clou qui rougit. Cu2+ Interprétation : Réaction entre le fer Fe et les ions cuivre II Cu2+ avec formation de Cu(s) et d’ions Fe2+. Cu2+(aq) + Fe (s) Cu(s) + Fe2+(aq) VI. Conclusion. Cu Cuivre métallique HNO3 Cu2+ Ion cuivre II OHCu(OH)2 Fer Hydroxyde de cuivre II Cu2+ Ion cuivre II H+ CuO Chauffage Oxyde de cuivre II 2. Conclure en indiquant ce qui s’est conservé au cours de cette suite de transformations chimiques. L’élément cuivre (Cu), qui est commun à tous ces composés, est conservé lors des transformations chimiques. Lavoisier : « rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme. » Matériel : Sous la hotte 1 bécher de 50 mL + pipette plastique acide nitrique (HNO3) à 40 % environ gant adapté pour la manipulation de HNO3 Au bureau bécher 250 mL avec CuSO4 à 1 mol/L portoir tubes Par paillasse 3 tubes à essais + 1 bouchon 1 portoir à tube à essais 1 entonnoir + papier filtre + portoir pour entonnoir 1 bécher de 50 mL 1 bec électrique 1 pince en bois soude (NaOH) à 1 M dans un compte-goutte acide sulfurique (H2SO4) à 0,5 M 1 clou en fer + papier de verre pour décaper M.Meyniel 4/2
