ACADÉMIE D’AMIENS LP Arthur Rimbaud - RIBÉCOURT CAP Agent de Maintenance micro technique et bureautique Secteur 1 Productique maintenance Contrôle en Cours de Formation PHYSIQUE - CHIMIE MATHÉMATIQUES PHYSIQUE - CHIMIE Nom et prénom du candidat : 2ème Situation d’évaluation Activité expérimentale …………………………………………… Date de l’évaluation: ………………… Séquence d’évaluation n°1 Chimie 1 et 3 Etude de la pile VOLTA Durée : 20 minutes PRESENTATION DE L’ACTIVITE ET DES CONDITIONS EXPERIMENTALES Vous disposez sur votre paillasse de : Béchers étiquetés : « réaction A » ; « réaction B » ; « solution de chlorure de sodium » Pipette jaugée de 2mL Porte tube muni de 2 tubes à essai 10 rondelles de cuivre, 10 rondelles de zinc, 10 rondelles de feutrine et un support en bois Un multimètre Un flacon compte-gouttes d’hydroxyde de sodium Le but de la manipulation est de déterminer les polarités de la pile Volta par mesure électrique d’une part et par étude chimique d’autre part. Pour ce faire, vous allez devoir: - Réaliser une pile de 10 empilements, - Mesurer la tension aux bornes de la pile, - Réaliser les réactions chimiques ayant lieu au sein de la pile, - Identifier les ions présents à l’issue de chaque réaction. - Vérifier vos hypothèses Page 1 / 4 Le professeur intervient à la demande du candidat ou quand il le juge utile. Dans la suite du document, ce symbole signifie « Appeler le professeur ». TRAVAIL À RÉALISER A. Préambule Etape n°1 : Mise en place des réactions chimiques Réaction A Verser, environ 20mL, de solution de sulfate de cuivre dans le bécher étiqueté « réaction A ». Faire tremper l’extrémité d’une lame de zinc bien décapée. Réaction A Réaction B Réaction B Verser, environ 20mL, de solution de sulfate de zinc dans le bécher étiqueté « réaction B ». Faire tremper l’extrémité d’une lame de Cuivre bien décapée. Laissez de côté ces béchers. Ils seront utilisés à l’étape n°5 Appel n°1 Appeler le professeur pour faire vérifier la mise en place des béchers. Page 2 / 4 B. Etude d’une pile Volta Etape n°2 : réalisation - - Humidifier les morceaux de feutrines en les trempant à l’aide dune pince dans la solution de chlorure de sodium contenue dans le bécher étiqueté « solution de chlorure de sodium » Réaliser la pile, schématisée ci-contre, Constituée de 10 empilements identiques : Rondelle de zinc, feutrine, rondelle de cuivre placés sur le support en bois zinc feutrine cuivre Appel n°2 Appeler le professeur pour faire vérifier votre pile Etape n°3 : étude des polarités Lire le protocole suivant avant de faire appel au professeur - - - régler le multimètre en position voltmètre (V) et sur le calibre 2V Mesurer la tension VCu/Zn aux extrémités des empilement en reliant la borne + à la plaque de cuivre et la borne – à la plaque de zinc. Compléter le schéma ci-contre correspondant à cette mesure Mesurer la tension VZnu/Cu aux extrémités des empilement en reliant la borne + à la plaque de zinc et la borne – à la plaque de cuivre. Noter ci-contre les valeurs mesurées V VCu/Zn=______ VZn/Cu=______ Appel n°3 Réaliser le protocole, décrit ci-dessus, devant le professeur Etape n°4 : Interprétation Pour une pile, on appelle : Anode, la borne négative et Cathode, la borne positive. Déduire à quelle plaque correspond l’anode et la cathode de la pile Volta. Plaque de Cuivre :_____________________ Plaque de Zinc :______________________ Appel n°4 Appeler le professeur pour faire vérifier votre interprétation. Page 3 / 4 B. étude chimique Etape n°5 : Détermination des produits obtenus dans les béchers « réactions A » et « réaction B» Lire attentivement le protocole décrit ci-dessous avant de faire appel au professeur 1. Prélever, à l’aide d’une pipette jaugée munie d’un dispositif d’aspiration , 2mL, de solution contenu dans le bécher étiqueté « réaction A ». 2. Les introduire dans un tube à essai 3. Ajouter 5 gouttes de réactif « hydroxyde de sodium » 4. Observer et noter, ci-dessous, la couleur du précipité obtenu Répéter les étapes 1 à 4 avec la solution contenue dans le bécheré étiqueté « réaction B » réactif réactif Réaction Réaction A Réaction B Couleur du précipité :__________________ Couleur du précipité :__________________ Appel n°5 Réaliser l’expérience décrite ci-dessus devant le professeur Etape n°6 : interprétation Le tableau, ci-contre, permet d’associer la couleur d’un précipité à un ion selon le réactif employé - A partir de ce tableau et des résultats obtenu à l’étape précedente, déterminer les ions présents dans les solutions A et B Couleur de précipité réactif Ions Blanc Nitrate d’argent Chlorure Cl- Blanc bleu blanc vert rouille blanc Réaction A Ion présent en solution :_______________ Chlorure de baryum Hydroxyde de sodium Hydroxyde de sodium Hydroxyde de sodium Hydroxyde de sodium Oxalate d’ammonium Sulfate SO42– Cuivre Cu2+ Zinc Zn2+ Fer II Fe2+ Fer III Fe3+ Calcium Ca2+ Réaction B Ion présent en solution :_______________ Appel n°6 Appeler le professeur pour faire vérifier votre interprétation Page 4 / 4 Etape n°7 : Rassemblement des observations et conclusion - Rassembler, dans le tableau ci-dessous, les réactifs et produits des réactions A et B Avant réaction Ion métal Après réaction Ion mis en évidence Réaction A Réaction B - Indiquer par une croix si le métal s’est oxydé en ion : L’atome perd alors des électrons - On appelle Anode d’une pile, le métal qui perd des électrons. Dans l’association de métaux Cuivre/Zinc, indiquer l’anode : Zinc Cuivre Appel n°7 Appeler le professeur pour faire vérifier votre interprétation D. Remise en état du poste de travail - Démonter la pile et disposer les rondelles par matière ; Vider le contenu des tubes à essai dans le bécher étiqueté « poubelle » ; Nettoyer les tubes à l’eau du robinet et au goupillon Ranger les sur le porte tube Appel n°8 Appeler le professeur pour faire vérifier la remise en état du poste de travail. Page 5 / 4