Constitution de la matière Utilisation du tableau périodique Utilisation du tableau périodique et des structures électroniques des entités chimiques A. 1ère expérience : Test à la phénolphtaléine. La phénolphtaléine est une espèce chimique qui permet de caractériser un ion particulier. On se propose de trouver lequel à l’aide de quelques expériences. 1. Dans un tube à essais, mettre 3 mL d’eau du robinet. Ajouter 2 ou 3 gouttes de phénolphtaléine. Homogénéiser. Reporter dans le tableau 1 la couleur de la solution. 2. Ajouter à ce tube quelques gouttes d’une solution de chlorure de sodium {Na+ + Cl–}. Reporter dans le tableau 1 la couleur de la solution 3. Ajouter quelques gouttes d’une solution d’hydroxyde de sodium {Na+ + HO–}. Reporter dans le tableau 1 la couleur de la solution. Remplir la colonne centrale du tableau 1. solution Formules des espèces chimiques ou des ions présents dans cette solution Couleur de la solution en présence de phénolphtaléine Eau Eau + chlorure de sodium Eau +chlorure de sodium + hydroxyde de sodium Tab.1 4. A l’aide du tableau ci-dessus, expliquer quel est l’ion caractérisé par la phénolphtaléine. B. 2ème expérience : Transformation chimique n°1 1. a. Remplir d’eau du robinet les ¾ d’un tube à essais ; reposer le tube sur le support. Introduire dans le tube un tout petit morceau de calcium métallique et boucher le tube. Noter ce qui est observé. b. Quand la transformation est terminée, déboucher le tube et approcher aussitôt une allumette enflammée de l’embouchure. Noter ce qui est observé. Quelle espèce chimique a été mise en évidence ? Mettre quelques gouttes de phénolphtaléine dans le tube et noter ce qui est observé. Quelle entité chimique a été ici caractérisée ? 2. Les questions suivantes ont pour but d’aider à remplir le tableau 2, qui mentionne les noms des entités chimiques et des éléments chimiques impliqués dans la transformation n°1. a. Remplir la case correspondant à la ligne « Nom et formule » pour la colonne « EC ou ions utilisés » du tableau 2. b. Les ions caractérisés lors du test à la phénolphtaléine sont-il des anions ou des cations ? Remplir la case correspondante de la ligne « Nom et formule » du tableau 2. D’après un TP « SOC » SESAMES –groupe chimie– Juin 2005 -1- Constitution de la matière Utilisation du tableau périodique c. Quels éléments chimiques constituent l’espèce chimique et l’ion identifié précédemment ? Remplir la ligne « Éléments chimiques présents » du tableau 2. En utilisant la loi de conservation des éléments chimiques dire quel élément chimique manque dans le tableau. d. Pourquoi peut-on affirmer que des cations sont également présents en solution ? e. Sachant que ces cations sont uniquement constitués de l’élément chimique manquant et connaissant la position cet élément dans la classification périodique, indiquer la formule de ces cations. Préciser les lois (ou règles) utilisées dans le raisonnement. Compléter alors le tableau 2. f. Faire une phrase qui résume le bilan de la transformation chimique qui a eu lieu. Espèces chimiques ou ions utilisés lors de la transformation chimique n°1 Espèces chimiques ou ions formés au cours de la transformation chimique n°1 Nom et formule Eléments chimiques présents (nom et symbole) C. 3ème expérience : Transformation chimique n°2 1. Chercher la position de l’élément chimique magnésium dans le tableau périodique. Prévoir ce qu’il va se passer quand on met un morceau de magnésium dans l’eau. 2. Dans un tube à essais, mettre 3 mL d’eau et quelques gouttes de phénolphtaléine ; homogénéiser. Ajouter ensuite un petit morceau de magnésium. Noter ce qui est observé. 3. Comparer cette expérience avec celle qui implique le calcium. En déduire une relation entre la position des éléments chimiques dans la classification périodique et les transformations chimiques dans lesquelles les E.C correspondantes sont impliquées. D’après un TP « SOC » SESAMES –groupe chimie– Juin 2005 -2- Constitution de la matière Utilisation du tableau périodique Autres activités pouvant être traitées en cours ou en évaluation. 1. Transformation chimique impliquant le magnésium mode opératoire (port de lunettes obligatoire pour toute personne autour de l’expérience) Tenir avec une pince métallique un morceau de ruban de magnésium métallique au-dessus d’un bécher. Enflammer le magnésium avec un bec Bunsen, virole ouverte (flamme chaude) ; ne pas utiliser le cœur de la flamme. On obtient un peu de poudre blanche, c’est de l’oxyde de magnésium. Travail de réflexion a. L’oxyde de magnésium est un solide ionique : à l’aide du tableau périodique, proposer une formule pour cette EC en la justifiant. b. Avec une phrase, exprimer le bilan de la transformation chimique qui a permis de produire l’oxyde de magnésium. D’où provient l’élément chimique oxygène ? 2. Expérience du sodium avec l’eau a. Quelle est la position de l’élément chimique sodium dans la classification périodique ? b. Quelle est la formule de l’ion sodium ? Expliquer. c. Prédire, en le justifiant, le résultat de la réaction du sodium métallique avec l’eau. D’après un TP « SOC » SESAMES –groupe chimie– Juin 2005 -3-