corrigé - Nathalie Rion
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Chimie - Chapitre II 2nde TP01 : transformations chimiques impliquant le cuivre Objectifs Réaliser des transformations chimiques avec le cuivre. Vérifier la conservation de l’élément chimique cuivre au cours des transformations. Matériel Bureau Acide nitrique concentré Tournure de cuivre 1 tube à essai + bouchon Hotte Par paillasse Solution de sulfate de cuivre Solution de soude 1 pipette 3 tubes à essais bec électrique pince en bois 3 béchers (50 mL) support tubes à essais 1 spatule 1 tube à dégagement Poudre de CuO + C (proportion 2/1) Poudre de CuO Eau de chaux Coupelle Lunettes L’hydroxyde de sodium est une substance corrosive. Attention lors de la manipulation (porter gants et lunettes). I. Action de l’acide nitrique sur le métal cuivre Expérience réalisée par le professeur sous la hotte. Introduire un petit morceau de tournure de cuivre dans un tube à essais. Couvrir d’acide nitrique concentré. Questions : 1. Faire un schéma de l’expérience 2. Quelle est la couleur du métal cuivre ? 3. Quelles observations pouvez-vous faire suite à cette expérience ? (notez les couleurs, les espèces qui apparaissent ou disparaissent…) II. Action d’une solution d’hydroxyde de sodium (soude) sur la solution obtenue à la fin de la transformation précédente Nous utiliserons plutôt une solution de sulfate de cuivre (qui contient les mêmes ions que la solution obtenue à la fin de la transformation précédente, mais qui est de concentration plus importante). Manipulation : Verser 2 mL de la solution de sulfate de cuivre dans un tube à essai. Ajouter quelques gouttes de solution de soude (contient les ions Na+ et HO-) Questions : 1. Faire un schéma de l’expérience 2. Il se forme un précipité (c’est à dire un solide). Quelle est sa couleur ? 3. Cette expérience a été utilisée au collège pour caractériser un ion. Lequel ? 4. grâce à la réponse à la question précédente, écrire de façon schématique la transformation I subie par le cuivre (acide nitrique sur le métal cuivre) de la façon suivante : Forme du cuivre avant la transformation Forme du cuivre après la transformation 5. Lors de la transformation II, le précipité formé est de l’hydroxyde de cuivre II : Cu(OH)2. Sur le modèle de la question précédente, écrire de façon schématique la transformation II. III. Déshydratation de l’hydroxyde de cuivre II Manipulation : Allumez le bec électrique et réglez le thermostat au maximum. A l’aide de la pince en bois, chauffez le tube à essais contenant le produit formé précédemment au dessus de la résistance du bec. Attendez quelques minutes pour observer le résultat (!!! ATTENTION AUX PROJECTIONS !!!). Questions : 1. Faire un schéma de l’expérience. 2. Notez vos observations 3. Que signifie le terme « déshydratation » ? 4. Le solide noir obtenu est un composé ionique constitué d’ions cuivre II (Cu 2+) et d’ions oxygène (O2-), de formule CuO (oxyde de cuivre). En comparant la formule du réactif et celle du produit obtenu, justifiez le nom de déshydratation donnée à cette réaction. 5. Sur le modèle précédent, écrivez de façon schématique la transformation qui a eu lieu. IV. Réaction entre le carbone et l’oxyde de cuivre Nous allons maintenant faire réagir l’oxyde de cuivre solide que nous avons obtenu précédemment, avec du carbone solide. Pour réussir l’expérience, il faut mélanger les 2 espèces dans des proportions bien précises. Nous allons donc utiliser directement un mélange préparé de ces deux poudres. Manipulation : Placer, dans un nouveau tube à essais, 2 spatules de ce mélange Adapter un tube à dégagement sur le tube à essais et faire tremper l’autre extrémité du tube à dégagement dans un deuxième tube à essais contenant de l’eau de chaux. Mettre à chauffer sur le bec électrique (thermostat réglé au maximum) jusqu’à ce que le contenu du tube change d’aspect La transformation terminée, attendre quelques instants que le produit contenu dans le tube à essais se refroidisse et verser le contenu du tube dans une coupelle. Questions : 1. Faire un schéma de l’expérience. 2. Notez vos observations 3. L’eau de chaux a permis de caractériser quel gaz ? 4. Quel est la couleur du solide obtenu ? 5. au vu de sa couleur, quel est ce produit ? 6. Sur le modèle précédent, écrivez de façon schématique la transformation qui a eu lieu. V. Conclusion 1. Schématisez la suite des transformations que vous avez réalisées, en notant dans chaque case, l’espèce obtenue (nom et formule chimique). IV I Cu (métal cuivre) III II 2. Qu’est-ce qui se conserve au cours des diverses transformations ? On voit que l’entité présente à chaque réaction est le Cuivre, sous différentes formes. L’élément cuivre représente ce qui est commun à : Au métal cuivre A l’ion cuivre II A l’hydroxyde de cuivre II A l’oxyde de cuivre Malgré la diversité des apparences de tous ces composés. Au cours de ces différentes transformations chimiques, l'élément cuivre s'est conservé.
