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Etude d’une transformation chimique

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Etude d’une transformation chimique. On veut étudier la transformation du système chimique constitué d’une solution aqueuse de sulfate de cuivre (II), contenant des ions Cu 2+ et SO 4 2- , et d’un clou en fer. Quelles sont les espèces chimiques présentes dans le système à l’état initial ?

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Presentation Transcript
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On veut étudier la transformation du système chimique constitué d’une solution aqueuse de sulfate de cuivre (II), contenant des ions Cu2+ et SO42-, et d’un clou en fer
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Quelles sont les espèces chimiques présentes dans le système à l’état initial ?

Donner leur nom et leur formule

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Il y a d’abord le clou, qui contient :
  • Des atomes de ferFe

Il y a ensuite la solution, qui contient :

  • Des molécules d’eauH2O
  • Des ions cuivre (II)Cu2+
  • Des ions sulfateSO42-
on plonge le clou dans le b cher
On plonge le clou dans le bécher
  • Au bout de quelques minutes, on observe que:
    • la solution contenue dans le bécher s’est éclaircie (mais est toujours bleue),
    • le clou en fer s’est recouvert d’un dépôt solide rougeâtre : c’est du métal cuivre.

Faire le schéma correspondant et le légender soigneusement.

au bout de quelques minutes
Au bout de quelques minutes :

Clou en fer

Bécher

Dépôt de métal cuivre

Solution de sulfate de cuivre(II)

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Quelle est l’espèce chimique responsable de la couleur bleue de la solution ?

Les ions cuivre (II) Cu2+

Pourquoi la solution s’est-elle éclaircie ?

Il y a moins d’ions cuivre (II)

Au cours de la transformation chimique le fer a-t-il totalement disparu ?

Non, il en reste, puisque le clou n’a pas totalement disparu

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D’après le schéma, quelles espèces chimiques sont présentes à l’état final?

Donner leur nom et formule.

Aide: le schéma nous indique la présence de trois espèces chimiques…Lesquelles?

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Il y a:
  • le métal cuivre Cu qui s’est formé
  • le métal fer Fe qui n’a pas totalement réagi
  • les ions cuivre Cu2+ qui n’ont pas totalement disparu
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Pour savoir s’il y a une (ou d’autres) espèce(s) chimique(s) dans le becher après l’expérience, nous réalisons le test suivant.
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On fait un test d’identification, qui consiste à ajouter dans la solution obtenue après l’expérience, quelques gouttes d’hydroxyde de sodium (solution de soude).

On obtient un précipité verdâtre comme l’indique la photographie ci-contre.

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Que se forme-t-il lorsqu’on verse la solution d’hydroxyde de sodium dans la solution obtenue après l’expérience :
  • un précipité vert ?
  • des ions Fe2+ ?
  • rien ?
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Quelle espèce chimique ce test d'identification met-il en évidence?
  • de l’hydroxyde de sodium ?
  • un précipité vert ?
  • des ions Fe2+ ?
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Dans la solution obtenue après l’expérience, y a-t-il :
  • de l’hydroxyde de sodium ?
  • un précipité vert ?
  • des ions Fe2+ ?
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Maintenant, peux-tu préciser :

Quels sont les réactifs ?

atomes de fer Fe et ions cuivre (II) Cu2+

Quels sont les produits ?

Fe2+ et Cu

S’il reste ou non des réactifs dans l’état final ?

Il reste des réactifs dans l’état final : atomes de fer Fe et ions cuivre (II) Cu2+

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Mais il y a encore des espèces chimiques présentes dans le becher à l’état final!

Lesquelles?

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AIDE:

Quel est le solvant ?

Y a-t-il un ion qui n’a pas participé à la réaction ?

Indication : les ions sulfate sont incolores.

Tu peux maintenant compléter le schéma de la transformation chimique

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Il s’agit maintenant de rendre compte de la transformation chimique du système étudié. La température et la pression étant les mêmes à l’état initial et à l’état final, il faut lister toutes les espèces chimiques présentes avant et après.

Aide proposée page suivante

?

?

slide23
Le système chimique à l’état initial contient :
  • Le ou les réactifs
  • Le solvant
  • Autres

Le système chimique à l’état final contient :

  • Ce qui reste des réactifs
  • Le ou les produits
  • Le solvant
  • Autres
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Etat final :

Atomes Fe

Ions Cu2+

Atomes Cu

Ions Fe2+

Molécules H2O

Ions SO42-

Etat initial :

Atomes Fe

Ions Cu2+

Molécules H2O

Ions SO42-