Comment reconnaître quelques ions courants

Comment reconnaître quelques ions courants ?
Pour pouvoir déceler la présence de certains ions dans les sols, dans les engrais, en solution
…, on utilise des réactions caractéristiques.
Les ions à reconnaître sont les suivants.
nom
potassium
calcium
ammonium
formule
K+
Ca2+
NH4+
nom
chlorure
sulfate
nitrate
phosphate
carbonate
formule
Cl-
SO42-
NO3-
PO43-
CO32-
I. Travail préliminaire.
1. Les solutions à tester.
Ecrire les formules des solutions aqueuses (sol aq) des ions à tester par la suite.
- sol aq de chlorure de potassium : ...................
- sol aq de nitrate de sodium : ....................
- sol aq de chlorure de calcium : ...................
- sol aq de sulfate de sodium : ....................
- sol aq de chlorure d'ammonium : ...................
- sol aq de carbonate de sodium : ....................
- sol aq de phosphate de sodium : ....................
2. Les réactifs utilisés.
Ecrire les formules des solutions aqueuses (sol aq) des réactifs à utiliser par la suite.
a) Certains de ces réactifs sont très coûteux; on ne devra utiliser que trois gouttes par test
(par exemple 100 g de nitrate d'argent coûtent 150 euros environ).
- sol aq de nitrate d'argent : ..............................
- sol aq de chlorure de baryum : ..............................
- sol aq de carbonate de sodium : ..............................
- sol aq de perchlorate de sodium : ............... + ...ClO4-
- sol aq d'oxalate d'ammonium : ............... + ...C2O42-
Indication : les formules des autres réactifs (sol aq de picrate de sodium, réactif de Nessler,
réactif nitromolybdique) ne sont pas à connaître.
b) D'autres réactifs sont moins coûteux; on pourra en utiliser 1 mL (1 cm3) par test si
nécessaire.
- sol aq concentrée d'acide chlorhydrique : ..............................
- sol aq concentrée d'acide sulfurique : ..............................
- sol aq concentrée d'acide nitrique : ..............................
- sol aq d'acide éthanoïque (ou acétique) : CH3COOH
- sol aq d'hydroxyde de sodium (ou soude) : ..............................
- sol aq de sulfate de cuivre : ..............................
Indication : le cuivre métal est un solide atomique dont la formule est .............
Cations
Anions

II. Mode opératoire.
Dans un tube à essai on introduit 1 mL environ de la solution à tester (cela correspond
approximativement à une hauteur de1 cm).
On ajoute environ 3 gouttes de réactif (sauf instruction contraire).
Attention aux doigts et aux vêtements lors de la manipulation des acides et de la
soude !!!
S'il faut chauffer, tenir le tube à essai légèrement incliné au-dessus de la flamme,
avec une pince.
Agiter le tube tout en chauffant pour éviter les projections; retirer de la flamme si
nécessaire.
Ne pas diriger l'orifice du tube à essai vers vous-même ou vers un voisin !!!
III. Tests à effectuer.
Notations : ac pour acide; s pour précipité solide; g pour gaz; pf pour papier filtre;
Ion à
Tester.
Sol aq à utiliser
contenant cet ion.
Réactif
Utilisé.
Ion actif
du réactif.
Observations
Equation bilan de la réaction.
Cl-
sol aq de
...............................
...............................
sol aq de
nitrate
d'argent
(1 mL)
(3 gouttes)
SO42-
sol aq de
...............................
...............................
sol aq de
chlorure
de baryum
(1 mL)
(3 gouttes)
NO3-
sol aq de
...............................
...............................
cuivre métal
+ sol aq d'ac
sulfurique
(1 mL)
(3 gouttes)
à chaud
PO43-
sol aq de
...............................
...............................
sol aq de
réactif nitro
molybdique
(1 mL)
TEST PRINCIPAL
(3 gouttes)
sol aq de
...............................
...............................
sol aq de
nitrate
d'argent
(1 mL)
(3 gouttes)
sol aq de
...............................
...............................
sol aq de
chlorure
de baryum
(1 mL)
(3 gouttes)

ion à
tester
sol aq à utiliser
contenant cet ion
réactif
utilisé
ion actif
du réactif
observations
équation bilan de la réaction
CO32-
sol aq de
...............................
...............................
sol aq d'ac
chlorhydrique
(1 mL)
TEST PRINCIPAL
(3 gouttes)
sol aq de
...............................
...............................
sol aq de
nitrate
d'argent
(1 mL)
(3 gouttes)
sol aq de
...............................
...............................
sol aq de
chlorure
de baryum
(1 mL)
(3 gouttes)
Ca2+
sol aq de
...............................
...............................
sol aq d'
oxalate
d'ammonium
(1 mL)
TEST PRINCIPAL
(3 gouttes)
NH4+
sol aq de
...............................
...............................
réactif de
Nessler
A + B
(1 mL)
TEST PRINCIPAL
(3 gouttes)
sol aq de
...............................
...............................
1 mL de sol
aq de soude
puis
chauffer;
présenter pf
(1 mL)
imbibé de sol
aq de Cu2+
K+
sol aq de
...............................
...............................
sol aq de
picrate
de sodium
(1 mL)
TEST PRINCIPAL
(3 gouttes)
sol aq de
...............................
...............................
sol aq de
perchlorate
de sodium
(1 mL)
(3 gouttes)

IV. Tableau récapitulatif d'identification de quelques ions.
Ce tableau peut être rempli :
- soit avec les noms et les couleurs des précipités obtenus,
- soit avec les formules et les couleurs de ces mêmes précipités.
Ions à tester
réactifs utilisés
Cl-
SO42-
NO3-
PO43-
CO32-
Ca2+
NH4+
K+
Ba2+
sol aq de chlorure
de baryum
Ag+
sol aq de nitrate
d'argent
sol aq de soude,
puis chauffer.
+ pf imbibé de
sol aq de Cu2+
Réactif de
Nessler
Cu métal
+ acide sulfurique
C2O42-
sol aq d'oxalate
d'ammonium
sol aq d'acide
chlorhydrique
sol aq de picrate
de sodium
réactif nitro-
molybdique
ClO4-
sol aq de perchlo-
rate de sodium

Emission de lumière par des sels chauffés.
Modèle de Bohr.
Pour comprendre le principe de la classification périodique et interpréter certaines propriétés
des éléments, il nous faut étudier un nouveau modèle de l’atome. Ce nouveau modèle, qui
précise celui élaboré par RUTHERFORD, a été proposé par le physicien Niels BOHR.
Il entreprit ces quelques expériences…
Matériel.
-2 berlins de 100 ml ;
-fils Ni/Cr montés sur manche ( ou, à défaut, des trombones déroulés) ;
-bec bunsen ;
-1 verre de montre par sel utilisé.
Produits chimiques : -carbonates et autres sels de Li, Na, K ;
-différents sels de Cu(II), Ba, Sr, ;
-eau distillée ;
-HCl con.
Mode opératoire général.
-Plonger dans l’eau distillée le fil nettoyer, puis dans les cristaux à tester : quelques
cristaux doivent rester coller au fil.
-Placer l’extrémité du fil avec les cristaux au-dessus du cône clair de la flamme.
-Noter la couleur de la flamme.
-Nettoyer le fil et recommencer avec les cristaux d’un autre sel (tous les sels doivent
être testés).
Nettoyage du fil Ni/Cr.
Avant chaque expérience, il est important de nettoyer le fil.
Pour ce faire,
-préparer 2 berlins, l’un contenant environ 20 ml de HCl conc., l’autre de l’eau
distillée ;
-tremper quelques secondes le fil dans HCl conc. Et le rincer dans l’eau distillée ;
-placer ensuite le fil dans la flamme du bunsen, juste au-dessus du cône bleu-clair,
jusqu’à ce que la flamme retrouve sa coloration naturelle ;
Déroulement de laboratoire.
1° partie.
-En suivant le mode opératoire général, placer successivement dans la flamme du
carbonate de Li, Na et K.
-Noter la couleur émise par chacun deux.
-Dresser un tableau (tableau 1) comprenant le nom du composé, sa formule et la
couleur émise.
2° partie.
-Faire de même avec les autres sels mis à votre disposition.
-Dresser un tableau (tableau 2) comprenant le nom du composé, sa formule et la
couleur émise.
Nettoyer les instruments et table de laboratoire.
Ranger le matériel.