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TPs acide chlorhydrique et fer

/! Respecter les règles de sécurité. /!

Le TP2 correspond à l'étude de la réaction chimique entre le fer et l'acide chlorhydrique. Cette réaction est assez lente, il faut donc la lancer en début de séance :

- mettre un petit morceau de paille de fer dans un tube à essai. Utiliser l'agitateur pour l'enfoncer au fond du tube. Il doit occuper moins d'1cm de haut dans le tube.

- ajouter environ 2 mL d'acide chlorhydrique (cela correspond à environ une hauteur de 2cm dans le tube à essai).

- ajouter un bouchon au tube à essai. Poser le bouchon sans forcer pour l'enfoncer. Si le bouchon saute, le remettre rapidement toujours sans forcer.

- observer ce qui se passe de temps en temps.


TP 1 : quels sont les ions présents dans l'acide chlorhydrique ?

1. Objectif : reformuler la question posée

2. Hypothèse : quelle va être la réponse à la question posée. Justifiez vos hypothèses. NE PAS MODIFIER VOS RESULTATS EN FONCTION DES RESULTATS OBTENUS !

3. Matériel : indiquer le matériel qui va être utilisé (laisser de la place pour compléter tout au long du TP)

4. Manipulations :

- faire les manipulations qui vont permettre de tester vos hypothèses.

- faire des schémas et des phrase pour indiquer vos résultats.

- si vos hypothèses se sont pas validées par les expériences, faire d'autres expériences permettant de répondre à la question du TP.

5. Conclusion : répondre à la question posée.


 



Pourquoi ne stocke-t-on pas les acides (jus de citron, vinaigre, cornichons ...) dans des bocaux en fer ?

Réaction chimique (rappel de 4ème) : Transformation au cours de laquelle des réactifs sont consommés et des produits nouveaux se forment.

1. D'après vous, pourquoi ne stocke-t-on pas les acides (jus de citron, vinaigre, cornichons ...) dans des bocaux en fer ?
On ne stocke pas les acides dans des bocaux en fer car le fer va être "rongé" par l'acide et cela va faire des trous dans le bocal.

2. Quelles sont les espèces chimiques (ions, molécules ou atome) présentes dans le tube à essai au début ? Ne pas justifier.

Dans le tube à essai au début, il y a :
- des atomes de fer
- des ions hydrogène et des ions chlorures (acide chlorhydrique)
- de l'eau (l'acide chlorhydrique une solution aqueuse)

 

3. Décrire par un schéma et par une phrase ce que l'on observe dans le tube à essai.
On observe une effervescence, ce qui signifie qu'un gaz se forme. Ce gaz est un produit de la réaction chimique.

4.On veut connaître le nom du gaz produit :

a. Dans les classes précédentes, vous avez appris à identifier le dioxyde de carbone. Comment fait-on ? (répondre rapidement, sans schéma). A-t-on besoin de faire le test dans cette expérience ? Expliquer.
On identifie le dioxyde de carbone grâce à l'eau de chaux. Elle se trouble en sa présence.
Rappel :

La molécule de dioxyde de carbone contient un atome de carbone (et deux atomes de dioxygène). Lors d'une réaction chimique, il y a conservation des atomes. Comme il n'y a pas d'atomes de carbone dans les réactifs, il ne peut pas y avoir d'atomes de carbone dans les produits. Il est donc inutile de faire le test à l'eau de chaux.
Si jamais on veut quand même le faire :

L'eau de chaux reste limpide donc le gaz obtenu n'est pas du dioxyde de carbone.

 

b. Dans les classes précédentes, vous avez appris à identifier le dioxygène. Comment fait-on ? (répondre rapidement, sans schéma). Faire la manipulation et indiquer le résultat obtenu (pas de schéma). Si vous ne constatez rien, appelez le professeur (rien ne vous empêche de continuer le TP en attendant).
On identifie le dioxygène grâce au test de la buchette incandescente. Elle se doit se rallumer.

Rappel :

On le test avec le gaz obtenu :

Conclusion : ce gaz n'est pas du dioxygène.

5. Répartir le liquide du tube à essai dans les deux autres tubes et nettoyer celui qui contient encore de la paille de fer.

6. Mesurer le pH de l'acide chlorhydrique ajoutée au début de l'expérience. Mesurer le pH de la solution à la fin. Que peut-on conclure ? Ne pas faire de schéma.

A la fin de la réaction chimique, il n'y a plus d'effervescence. Le pH a augmenté (pH = 1 au début puis pH = 6 à la fin). Les ions hydrogène sont responsables de l'acidité. Il y a de moins en moins d'ions hydrogène. l'ion hydrogène est donc un réactif.
(Lors du TP en classe, on n'a pas eu le temps d'attendre la fin de la réaction chimique, le pH augmente peu (pH = 2) ou pas du tout)

7. L'ion chlorure est-il toujours présent dans le tube à essai ? Faire le test (Ne pas faire de schéma).
Pour tester la présence de l'ion chlorure, on rajoute du nitrate d'argent. On obtient un précipité blanc (qui noircit à la lumière). L'ion chlorure est donc toujours présent à la fin de la réaction chimique.

8. Un ion non présent au début a été produit. Lequel ? Expliquer votre démarche en faisant des phrases et des schémas. Attention, il y a des problèmes de sécurité !
L'expérience faite sur une plaque de fer montre qu'elle se troue au contact de l'acide chlorhydrique. Cela signifie que les atomes de fer "disparaissent". Le fer réagit avec l'acide chlorhydrique pour former des ions qui passent en solution. Pour savoir quels ions apparaissent (ion fer II ou ion fer III), on doit rajouter de la soude.
Comme en classe, on a toujours une solution très acide, on ne doit pas verser directement la soude dans le tube à essai qui contient la solution à tester. Il faut donc diluer cette solution avant de rajouter la soude.
Pour cela il faut verser l'acide dans l'eau et pas le contraire ! On prépare un tube à essai avec de l'eau puis on verse un peu de la solution à tester dedans. Le mélange obtenu est moins acide.
On peut maintenant verser la soude et on obtient :


L'ion obtenu est donc l'ion fer II.


Le gaz obtenu dans ce TP est du dihydrogène que l'on met en évidence par le test du cri du chien. On approche une flamme du tube à essai et on entend un son particulier :


TP virtuel (animation faite par JP Fournat)


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