Où est passé l`élément cuivre

Thème : la santé / Sous-thème : le diagnostic médical
Activité
expérimentale
Objectifs : -
Chapitre 5 - Activité expérimentale
Où est passé l’élément cuivre
Mettre en évidence que le mot cuivre n’est pas assez précis pour interpréter certaines expériences
Mettre en jeu diverses espèces chimiques contenant du cuivre
I. EXPERIENCE 1 - LA DISPARITION
1°) Sous quelles formes peut-on trouver l’élément cuivre dans un laboratoire ?
…………………………………………………………………………………………………………..……
Dispositif : tout en respectant les consignes de sécurité, on verse de l’acide nitrique pur sur des copeaux de
cuivre dans un bécher.
2°) Etat physique et formule des réactifs
a. Le cuivre
Observer les copeaux de cuivre disposés sur la coupelle.
-
Etat physique : ………………………………
-
Couleur : ………………………………………….
-
Formule de l’atome de cuivre : ……
On admettra que ce métal est constitué d’un empilement régulier d’atomes tous identiques.
b. L’acide nitrique
Pur, l’acide nitrique est un liquide de formule : HNO3.
Sa dissolution dans l’eau s’accompagne d’une dissociation faisant apparaître des ions que vous avez déjà étudiés :
-
L’anion : ……………………………………
-
Le cation : ……………………………….
Quel est l’ion responsable des propriétés acides de la solution ? ……………………………………………….
3°) Faire un schéma légendé de l’expérience.
Observations. Regarder, observer avec attention.
4°) Noter toutes les observations expérimentales que vous pouvez faire lors de cette expérience (couleurs,
apparition et disparition d’espèces chimiques.)
5°) Quand peut-on dire que la transformation est terminée ?
Sécurité.
6°) Expliquer les consignes de sécurité à respecter. Bien justifier.
II. ENQUETE: OU EST DONC PASSE L’ELEMENT CUIVRE ?
La question qui se pose: Où est passé le cuivre ? Nous allons
essayer d’y répondre. Il s’agit de mener une véritable enquête.
Mais pour des raisons de sécurité, il nous faut étudier une
solution identique à la solution bleue obtenue précédemment mais
qui ne contient pas d’acide nitrique.
EXPERIENCE 2 - RECHERCHE DE L’ELEMENT CUIVRE.
Dispositif.
- Dans un tube à essais, introduire 1 à 2 mL de la solution bleue.
- Ajouter quelques gouttes de solution de soude (encore appelée solution d’hydroxyde de sodium) contenant
des ions ………………………………. et des ions ……………………………...
1°) Faire un schéma légendé de l’expérience.
Observations.
2°) Noter vos observations.
Exploitation.
3°) Ce test permet de mettre en évidence un ion, contenu dans la solution dans laquelle on a rajouté la soude.
Lequel ? ……………………………….
4°) Sous quelle forme est le cuivre dans la solution bleue ? ………………………..
5°) Ecrire de manière schématique la transformation subie par le cuivre dans l’expérience 1 “Disparition du
cuivre”. On la notera de la manière suivante:
forme du cuivre avant la réaction
forme du cuivre en fin de réaction.
Le produit formé dans l’expérience 2 est l’hydroxyde de cuivre Cu(OH)2.
6°) Ecrire de manière schématique la transformation subie par l’élément cuivre au cours de l’expérience 2.
EXPERIENCE 3 - DE L’HYDROXYDE A L’OXYDE DE CUIVRE.
Dispositif.
- Reprendre le tube à essais précédent en ne gardant que le précipité dans ce même tube (évacuer le reste de
la solution)
- Chauffer le tube à essais à l’aide d’une lampe à alcool (rappeler les consignes de sécurité)
Observations.
7°) Noter vos observations.
Exploitation.
On obtient de l’oxyde de cuivre CuO.
8°) Ecrire de manière schématique la transformation subie par l’élément cuivre au cours de l’expérience 3.
9°) Que signifie le mot “déshydratation” ? En comparant les formules du réactif et du produit, justifier le nom
de “déshydratation” attribué à la réaction étudiée dans cette manipulation.
EXPERIENCE 4 - DE L’OXYDE DE CUIVRE AU CUIVRE.
1ere partie : Réaction entre l’oxyde de cuivre et l’acide chlorhydrique
Dispositif.
Dans le tube à essais qui contient l’oxyde de cuivre de formule CuO, ajouter quelques gouttes quelques gouttes
d’acide chlorhydrique (en respectant les consignes de sécurité) tout en entraînant la poudre présente sur les
parois du tube.
10°) Etat physique et formule des réactifs
L’oxyde de cuivre est un solide noir de formule : ………………….
La solution d’acide chlorhydrique (appelée aussi solution de chlorure d’hydrogène) est obtenue par dissolution
d’un gaz (chlorure d’hydrogène : HCl) dans l’eau (voir animation). Cette solution contient des ions déjà vus :
-
L’anion : ……………………………………
-
Le cation : ……………………………….
L’ion responsable des propriétés acides de la solution est l’ion …………………………………………….
Observations.
11°) Noter vos observations.
12°) Ecrire de manière schématique la transformation subie par l’élément cuivre au cours de l’expérience 4.
2eme partie : Réaction entre les ions cuivre II et le fer solide
Dispositif.
- Mettre de la poudre de fer sur le papier filtre placé dans un entonnoir. Placer l’entonnoir sur un tube à
essais. Verser de la solution bleue contenant des ions ……………….. de formule ……… sur le fer en poudre.
- Récupérer le filtrat et renouveler l’expérience dans un autre tube à essais jusqu’à la décoloration totale de la
solution.
Observations.
13°) Noter vos observations.
14°) L’ion Cu2+ est il toujours présent dans la solution ? ……………….
Que s’est il formé sur la poudre de fer ? ……………………
15°) Ecrire de manière schématique la transformation subie par le cuivre dans cette expérience
III. POUR CONCLURE.
Compléter le diagramme des différentes transformations effectuées sur l’élément cuivre.
Parti du corps chimique Cu, nous avons fait réapparaître ce corps. Nous avons réalisé un cycle.
Cu(s)
16°) Le cuivre a-t-il disparu lors des réactions chimiques décrites ? Comment a-t-il évolué dans les expériences
réalisées ?