2Cl - na2o

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Activité expérimentale N°2 (C9)
« Lors d’une transformation chimique, rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme ».
Lavoisier (1743-1794)
Expérience de Lavoisier sur la respiration humaine
Modèle de la réaction chimique
- Une transformation chimique a lieu chaque fois qu’une espèce
chimique est produite ou consommée.
- Une équation chimique est l’écriture symbolique à partir des
formules brutes : réactifs  produits. Les espèces spectatrices
n’interviennent pas, mais assurent l’électroneutralité.
- Le principe de Lavoisier est respecté lorsqu’on ajuste l’équation
chimique avec les nombres stœchiométriques (nombre entier le
plus petit, ne pas écrire 1) pour respecter la conservation des
« atomes » et de la charge électrique.
Principe :
On veut étudier la transformation chimique lors du mélange entre deux solutions ioniques aqueuses : le sulfate de
cuivre de couleur bleue (Cu2+(aq) + SO42-(aq)) et une solution d’hydroxyde de sodium incolore (Na+(aq) + HO-(aq)).
Approche qualitative : utilisation du modèle pour décrire les états d’un système chimique
 Expérience : Pose une éprouvette graduée de 50 mL sur une balance, tare-la. Prélève avec une pipette jaugée un
volume V1 = 20,0 mL d’une solution de sulfate de cuivre de concentration molaire en ions cuivre Cu2+, C1 = 5,0∙10-2
mol·L-1. Verse V1 dans l’éprouvette graduée posée sur la balance.
Verse dans cette solution à l’aide d’une pipette graduée ou jaugée, un volume V2 donné d’une solution de soude de
concentration molaire en ions hydroxyde HO-, C2 = 0,20 mol·L-1 (selon le n° du mélange que tu prépares).
Etat initial
Etat final
Quantité
Volume V1 Volume V2
Mélange
relative de
(en mL)
(en mL)
précipité
Couleur
du filtrat
Test des
ions Cu2+
Test des
ions HO-
1
20,0
2,5
* * * *
bleu/incolore
+ / -
+ / -
2
20,0
5,0
* * * *
bleu/incolore
+ / -
+ / -
3
20,0
7,5
* * * *
bleu/incolore
+ / -
+ / -
4
20,0
10,0
* * * *
bleu/incolore
+ / -
+ / -
5
20,0
12,5
* * * *
bleu/incolore
+ / -
+ / -
6
20,0
15,0
* * * *
bleu/incolore
+ / -
+ / -
7
20,0
17,5
* * * *
bleu/incolore
+ / -
+ / -
8
20,0
20,0
* * * *
bleu/incolore
+ / -
+ / -
Conclusion : Conclusion :
réactif
réactif en
limitant
excès
a) Quelles observations montre que le mélange des deux solutions est le siège d’une transformation chimique ?
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
b) Sachant qu’on obtient les mêmes observations lors du mélange entre le chlorure de cuivre bleu (Cu 2+(aq) + 2Cl
et l’hydroxyde de potassium incolore (K +(aq) + HO -(aq)), les réactifs sont : ▫ Cu 2+
c) Les espèces spectatrices sont : ▫ Cu 2+
▫ SO4 2-
▫ Na +
▫ SO4 2-
▫ Na +
(aq))
▫ HO -
▫ HO –
d) Quelle observation permet de vérifier la conservation des « atomes » du principe de Lavoisier ? ……………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
e) Pour respecter le principe de Lavoisier, la formule de l’unique produit (précipité bleu formé) est :
▫ CuH
▫ CuO
▫ Cu
▫ Cu(OH)2
f) Pose « ton éprouvette graduée » avec les autres sur une paillasse pour les observer. Complète le tableau.
 Expérience : Filtre le mélange hétérogène obtenu et récupère le filtrat.
Modèle de la réaction chimique
- Le réactif limitant (ou réactif en défaut) est le réactif qui est consommé totalement au cours de la
transformation chimique et qui ne se trouve plus dans l’état final.
- Le réactif en excès est le réactif qui n’est pas consommé totalement au cours de la transformation chimique et
qui se trouve encore dans l’état final.
- Si les deux réactifs disparaissent totalement, alors ils ont été introduits dans les proportions stœchiométriques.
g) Quels tests peux-tu réaliser pour mettre en évidence, la présence ou non des ions Cu 2+ ou HO - dans le filtrat ?
Test des ions Cu 2+ : ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Test des ions HO - : ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
 Expérience : Sépare dans trois tubes à essai le filtrat et réalise les deux tests.
h) Collecte l’ensemble des résultats et note-les dans le tableau. Déduis-en alors le réactif limitant et le réactif en
excès pour les 8 mélanges du tableau.
i) Détermine quel est le mélange stœchiométrique. Justifie. …………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
j) De quoi dépend l’arrêt d’une transformation chimique ? ………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
k) Ecris et ajuste l’équation chimique modélisant la transformation chimique : ……………………………………………………………………
- Au niveau microscopique, cette équation chimique symbolise la réaction chimique en lisant : « ……………………… cuivre
réagit avec ……………………………………… hydroxyde pour former ………………………………………………………… d’hydroxyde de cuivre ».
- Au niveau macroscopique, cette équation chimique symbolise la transformation chimique en lisant : « ……………………
d’ion cuivre réagit avec …………………… d’ions hydroxyde pour former ………………… de molécules d’hydroxyde de cuivre ».
Modèle de la réaction chimique
- On appelle système chimique, l’ensemble des espèces chimiques présentes lors de la transformation chimique, la
température et la pression.
- L’état initial correspond à la mise en contact entre les réactifs (sa durée est brève).
- L’état final est atteint lorsque la transformation chimique cesse.
La transformation chimique est donc le passage du système chimique de son état initial à son état final.
l) De quoi dépend l’état final d’une transformation chimique ? …………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
m) Complète le schéma-bilan de la transformation chimique du mélange N° ……… que tu as réalisée.
Etat initial
Pression : …………
Température : …………
Espèces chimiques (formule brute et état
physique) :
Etat final
Pression : …………
Température : …………
Espèces chimiques (formule brute et état
physique) :
Souligne en rouge les réactifs, en vert les produits et en bleu les espèces spectatrices.
Approche quantitative : utilisation du modèle pour décrire l’évolution des quantités de matière
Mélange n°2 : V2 = 5,0 mL
Equation chimique
…………… (aq)
+
…………… (aq)
……………
(s)
Quantité de matière dans
l'état initial : ni (en mol)
Quantité de matière dans
l'état final : nf (en mol)
Confronte ces résultats théoriques aux résultats expérimentaux : ………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Mélange n°4 : V2 = 10,0 mL
Equation chimique
…………… (aq)
+
…………… (aq)
……………
(s)
Quantité de matière dans
l'état initial : ni (en mol)
Quantité de matière dans
l'état final : nf (en mol)
Confronte ces résultats théoriques aux résultats expérimentaux : ………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Mélange n°6 : V2 = 15,0 mL
Equation chimique
…………… (aq)
+
…………… (aq)
……………
(s)
Quantité de matière dans
l'état initial : ni (en mol)
Quantité de matière dans
l'état final : nf (en mol)
Confronte ces résultats théoriques aux résultats expérimentaux : ………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Conclusion : Peut-on valider le modèle de la réaction chimique pour décrire l’évolution d’un système chimique
subissant une transformation chimique ? ………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Approche quantitative : utilisation du modèle pour décrire l’évolution des quantités de matière
Mélange n°2 : V2 = 5,0 mL
Equation chimique
…………… (aq)
+
…………… (aq)
……………
(s)
Quantité de matière dans
l'état initial : ni (en mol)
Quantité de matière dans
l'état final : nf (en mol)
Confronte ces résultats théoriques aux résultats expérimentaux : ………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Mélange n°4 : V2 = 10,0 mL
Equation chimique
…………… (aq)
+
…………… (aq)
……………
(s)
Quantité de matière dans
l'état initial : ni (en mol)
Quantité de matière dans
l'état final : nf (en mol)
Confronte ces résultats théoriques aux résultats expérimentaux : ………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Mélange n°6 : V2 = 15,0 mL
Equation chimique
…………… (aq)
+
…………… (aq)
……………
(s)
Quantité de matière dans
l'état initial : ni (en mol)
Quantité de matière dans
l'état final : nf (en mol)
Confronte ces résultats théoriques aux résultats expérimentaux : ………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Conclusion : Peut-on valider le modèle de la réaction chimique pour décrire l’évolution d’un système chimique
subissant une transformation chimique ? ………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
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