2Cl - na2o
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Activité expérimentale N°2 (C9) « Lors d’une transformation chimique, rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme ». Lavoisier (1743-1794) Expérience de Lavoisier sur la respiration humaine Modèle de la réaction chimique - Une transformation chimique a lieu chaque fois qu’une espèce chimique est produite ou consommée. - Une équation chimique est l’écriture symbolique à partir des formules brutes : réactifs produits. Les espèces spectatrices n’interviennent pas, mais assurent l’électroneutralité. - Le principe de Lavoisier est respecté lorsqu’on ajuste l’équation chimique avec les nombres stœchiométriques (nombre entier le plus petit, ne pas écrire 1) pour respecter la conservation des « atomes » et de la charge électrique. Principe : On veut étudier la transformation chimique lors du mélange entre deux solutions ioniques aqueuses : le sulfate de cuivre de couleur bleue (Cu2+(aq) + SO42-(aq)) et une solution d’hydroxyde de sodium incolore (Na+(aq) + HO-(aq)). Approche qualitative : utilisation du modèle pour décrire les états d’un système chimique Expérience : Pose une éprouvette graduée de 50 mL sur une balance, tare-la. Prélève avec une pipette jaugée un volume V1 = 20,0 mL d’une solution de sulfate de cuivre de concentration molaire en ions cuivre Cu2+, C1 = 5,0∙10-2 mol·L-1. Verse V1 dans l’éprouvette graduée posée sur la balance. Verse dans cette solution à l’aide d’une pipette graduée ou jaugée, un volume V2 donné d’une solution de soude de concentration molaire en ions hydroxyde HO-, C2 = 0,20 mol·L-1 (selon le n° du mélange que tu prépares). Etat initial Etat final Quantité Volume V1 Volume V2 Mélange relative de (en mL) (en mL) précipité Couleur du filtrat Test des ions Cu2+ Test des ions HO- 1 20,0 2,5 * * * * bleu/incolore + / - + / - 2 20,0 5,0 * * * * bleu/incolore + / - + / - 3 20,0 7,5 * * * * bleu/incolore + / - + / - 4 20,0 10,0 * * * * bleu/incolore + / - + / - 5 20,0 12,5 * * * * bleu/incolore + / - + / - 6 20,0 15,0 * * * * bleu/incolore + / - + / - 7 20,0 17,5 * * * * bleu/incolore + / - + / - 8 20,0 20,0 * * * * bleu/incolore + / - + / - Conclusion : Conclusion : réactif réactif en limitant excès a) Quelles observations montre que le mélange des deux solutions est le siège d’une transformation chimique ? ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… b) Sachant qu’on obtient les mêmes observations lors du mélange entre le chlorure de cuivre bleu (Cu 2+(aq) + 2Cl et l’hydroxyde de potassium incolore (K +(aq) + HO -(aq)), les réactifs sont : ▫ Cu 2+ c) Les espèces spectatrices sont : ▫ Cu 2+ ▫ SO4 2- ▫ Na + ▫ SO4 2- ▫ Na + (aq)) ▫ HO - ▫ HO – d) Quelle observation permet de vérifier la conservation des « atomes » du principe de Lavoisier ? …………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… e) Pour respecter le principe de Lavoisier, la formule de l’unique produit (précipité bleu formé) est : ▫ CuH ▫ CuO ▫ Cu ▫ Cu(OH)2 f) Pose « ton éprouvette graduée » avec les autres sur une paillasse pour les observer. Complète le tableau. Expérience : Filtre le mélange hétérogène obtenu et récupère le filtrat. Modèle de la réaction chimique - Le réactif limitant (ou réactif en défaut) est le réactif qui est consommé totalement au cours de la transformation chimique et qui ne se trouve plus dans l’état final. - Le réactif en excès est le réactif qui n’est pas consommé totalement au cours de la transformation chimique et qui se trouve encore dans l’état final. - Si les deux réactifs disparaissent totalement, alors ils ont été introduits dans les proportions stœchiométriques. g) Quels tests peux-tu réaliser pour mettre en évidence, la présence ou non des ions Cu 2+ ou HO - dans le filtrat ? Test des ions Cu 2+ : …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Test des ions HO - : …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Expérience : Sépare dans trois tubes à essai le filtrat et réalise les deux tests. h) Collecte l’ensemble des résultats et note-les dans le tableau. Déduis-en alors le réactif limitant et le réactif en excès pour les 8 mélanges du tableau. i) Détermine quel est le mélange stœchiométrique. Justifie. ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… j) De quoi dépend l’arrêt d’une transformation chimique ? ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… k) Ecris et ajuste l’équation chimique modélisant la transformation chimique : …………………………………………………………………… - Au niveau microscopique, cette équation chimique symbolise la réaction chimique en lisant : « ……………………… cuivre réagit avec ……………………………………… hydroxyde pour former ………………………………………………………… d’hydroxyde de cuivre ». - Au niveau macroscopique, cette équation chimique symbolise la transformation chimique en lisant : « …………………… d’ion cuivre réagit avec …………………… d’ions hydroxyde pour former ………………… de molécules d’hydroxyde de cuivre ». Modèle de la réaction chimique - On appelle système chimique, l’ensemble des espèces chimiques présentes lors de la transformation chimique, la température et la pression. - L’état initial correspond à la mise en contact entre les réactifs (sa durée est brève). - L’état final est atteint lorsque la transformation chimique cesse. La transformation chimique est donc le passage du système chimique de son état initial à son état final. l) De quoi dépend l’état final d’une transformation chimique ? ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… m) Complète le schéma-bilan de la transformation chimique du mélange N° ……… que tu as réalisée. Etat initial Pression : ………… Température : ………… Espèces chimiques (formule brute et état physique) : Etat final Pression : ………… Température : ………… Espèces chimiques (formule brute et état physique) : Souligne en rouge les réactifs, en vert les produits et en bleu les espèces spectatrices. Approche quantitative : utilisation du modèle pour décrire l’évolution des quantités de matière Mélange n°2 : V2 = 5,0 mL Equation chimique …………… (aq) + …………… (aq) …………… (s) Quantité de matière dans l'état initial : ni (en mol) Quantité de matière dans l'état final : nf (en mol) Confronte ces résultats théoriques aux résultats expérimentaux : ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Mélange n°4 : V2 = 10,0 mL Equation chimique …………… (aq) + …………… (aq) …………… (s) Quantité de matière dans l'état initial : ni (en mol) Quantité de matière dans l'état final : nf (en mol) Confronte ces résultats théoriques aux résultats expérimentaux : ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Mélange n°6 : V2 = 15,0 mL Equation chimique …………… (aq) + …………… (aq) …………… (s) Quantité de matière dans l'état initial : ni (en mol) Quantité de matière dans l'état final : nf (en mol) Confronte ces résultats théoriques aux résultats expérimentaux : ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Conclusion : Peut-on valider le modèle de la réaction chimique pour décrire l’évolution d’un système chimique subissant une transformation chimique ? ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Approche quantitative : utilisation du modèle pour décrire l’évolution des quantités de matière Mélange n°2 : V2 = 5,0 mL Equation chimique …………… (aq) + …………… (aq) …………… (s) Quantité de matière dans l'état initial : ni (en mol) Quantité de matière dans l'état final : nf (en mol) Confronte ces résultats théoriques aux résultats expérimentaux : ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Mélange n°4 : V2 = 10,0 mL Equation chimique …………… (aq) + …………… (aq) …………… (s) Quantité de matière dans l'état initial : ni (en mol) Quantité de matière dans l'état final : nf (en mol) Confronte ces résultats théoriques aux résultats expérimentaux : ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Mélange n°6 : V2 = 15,0 mL Equation chimique …………… (aq) + …………… (aq) …………… (s) Quantité de matière dans l'état initial : ni (en mol) Quantité de matière dans l'état final : nf (en mol) Confronte ces résultats théoriques aux résultats expérimentaux : ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Conclusion : Peut-on valider le modèle de la réaction chimique pour décrire l’évolution d’un système chimique subissant une transformation chimique ? ……………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
