TP : Oxydation du fer 1ère expérience Étape 1 : FeSO4 + eau distillée Étape 2 : ajout d’hydroxyde de sodium Le sulfate ferreux est dissous dans l’eau. Équation de dissolution : FeSO4(aq)→Fe2+ +SO42-. La solution obtenue par dissolution est couleur jaune trouble. La solution forme un précipité vert. Le précipité vert indique la présence d’ions fer II (Fe2+). En effet les ions Fe2+ réagissent avec les ions hydroxyde selon la réaction Fe2+ + 2HO-→Fe(HO)2. 2ème expérience FeSO4 + H2O2 + NaOH Équation de dissolution de FeSO4 : FeSO4(aq)→Fe2++SO42-. Après ajout d’hydroxyde de sodium (Na++HO-), la solution forme un précipité couleur rouille. Ce précipité indique la présence d’ions Fer III (Fe3+). En effet les ions Fer III réagissent avec les ions hydroxyde HO- présents dans la solution d’hydroxyde de sodium pour formé un précipité de Fe(OH)3. La réaction est Fe3++3OH-→ Fe(OH)3 On constate que les ions Fer II présents à la première expérience ont réagis pour former des ions Fer III. Ces deux espèces chimiques forment un couple oxydant-réducteur : Fe3+(aq)/Fe2+(aq). La demi équation de ce couple s’écrit : Fe3+ + e- = Fe2+ Lors de la deuxième expérience, de l’eau oxygénée à été ajoutée. Le deuxième couple mis en jeu est : O2(aq)/H2O(l). Le dioxygène provient de l’eau oxygénée (dismutation). La demi équation est : O2+4H++4e- = 2H2O L’équation finale de la réaction est : O2+4H++4Fe2+ ⇌ 2H2O + 4Fe3+ Question 2 : On constate d’après le document 5, que le fer et l’oxygène réagissent ensemble pour former de l’oxyde ferrique, ce qui a contribué à donner naissance aux fer rubanés (des roches siliceuses). On en déduit ainsi que le dioxygène produit par les cyanobactéries des stromatholithes dans les océans a réagit avec le fer apportés par les continents. Bilan : On sait que le dioxygène est apparu sur Terre avec les cyanobactéries des stromatholithes. En effet, leur métabolisme suit la photosynthèse et capte donc du dioxyde de carbone pour former du dioxygène. Cependant nous venons de voir que le dioxygène produit par les cyanobactéries entre -3,8 et -2Ga a en fait précipité avec les ions Fer III en formant de l’oxyde ferrique Fe2O3. D’après le graphique la teneur atmosphérique en dioxygène a augmenté lorsque le nombre de gisements de fer rubanés a diminué il y a deux millions d’années.
