C4 Reconnaissance de quelques ions 3eMatériel : papier pH, solution d'acide chlorhydrique,solution d'hydroxyde de sodium (soude),eau distillée Nitrate d'argent,solution de sulfate de cuivre, solutions de sulfate de fer II, solution de chlorure de fer III, solution de chlorure de sodium,6 tubes à essais, 1 porte tubes, 1 pipette plastique,1 phmètre.

I- Ions à connaître

ion sodium ion chlorure ion cuivre ion fer II ion fer III ion hydrogène ion hydroxydeNa+ Cl- Cu2+ Fe2+ Fe3+ H+ HO-

II- Quelques tests de reconnaissance

1) Trouvons les tests caractéristiques ( Voir diaporama)

On appelle précipité, le solide qui se forme lors du test.

ion à reconnaître test résultation chlorure Cl- au nitrate d'argent précipité blanc qui noircit à la lumièreion fer II Fe2+ à la soude ( hydroxyde de sodium ) précipité vertion fer III Fe3+ à la soude ( hydroxyde de sodium ) précipité rouilleion cuivre Cu2+ à la soude ( hydroxyde de sodium ) précipité bleu

Texte à trou

Conclusion :

Quand on ajoute quelques gouttes d’une solution d’hydroxyde de sodium à : une solution contenant des ions cuivre (Cu2+) on observe la formation d’un précipité de couleur

bleue une solution contenant des ions fer II (Fe2+) on observe la formation d’un précipité de couleur

verte une solution contenant des ions fer III (Fe3+) on observe la formation d’un précipité de couleur

orange une solution contenant des ions zinc (Zn2+) on observe la formation d’un précipité de couleur

blancheLes ions hydroxyde HO- ont réagi avec les ions Cu2+, Fe2+, Fe3+ et Zn2+.

Quand on ajoute quelques gouttes d’une solution de nitrate d’argent à : une solution contenant des ions chlorure (Cl-) on observe la formation d’un précipité de couleur

blanche qui noircit à la lumière

Les ions argent Ag+ ont réagi avec les ions Cl-

2) Mais qui a tué Pamela Rose ?

Voir TP noté

Le test au nitrate d’argent est négatifLe test à l’hydroxyde de sodium est positif car on observe la formation d’un précipité vert. On peut doncen conclure que Pamela Rose a été tuée dans le bâtiment 2 contenant du sulfate de fer II.

III- Quel est l'ion responssable de l'acidité ?1) Qu'est ce que le pH d'une solution ?

Il y a toujours dans l’eau des ions H+ et HO-. Ils proviennent de la dissociation inévitable de quelques moléculesd’eau.

• Si l’eau est pure, elle ne contient pas d’autres ions : pour respecter la neutralité électrique de la solution,il y a donc autant d’ions H+ que d’ion HO-.

• Si l’eau n’est pas pure, il se rajoute d’autres ions qui viennent modifier cette égalité et il peut y avoir parexemple un million de fois plus d’ions H+ que d’ions HO- ou bien le contraire.

Cet écart de population a des conséquences très importantes sur les propriétés chimiques de la solutionaqueuse ; c’est pourquoi on a cherché à exprimer la population d’ions H+ par un nombre : le pH de la solution

Une solution aqueuse neutre contient autant d'ions hydrogène H+ que d'ions hydroxydes HO-.Une solution aqueuse acide contient plus d'ions hydrogène H+ que d'ions hydroxydes HO-.Une solution aqueuse basique contient moins d'ions hydrogène H+ que d'ions hydroxydes HO-.

Le pH est une grandeur sans unité qui varie de 0 à 14 pour les solutions aqueuses. Il informe sur l’acidité d’unesolution

Remarque :

Toute solution aqueuse est toujours électriquement neutre : le nombre total de charges positives est toujourségal au nombre de charges négatives.

2) Les dangers des solutions acides et basiques concentréesLa manipulation d'acides et de bases concentrées présente des dangers pour les utilisateurs etpour l'environnement. Elles sont très corrosives et très irritantes. Leur contact accidentel avecla peau occasionne de graves brûlures. L'ingestion de ce type de liquides entraine uneintoxication aigüe et de graves lésions dans l'organisme.

Voir fiche d'activité sur les dangers

3) Reconnaissance de solutions acides et basiques : Comment utiliser le papier indicateur de pH ?

a) Méthode donnant un ordre de grandeur

Le papier pH est très couramment utilisé pour déterminer le caractère acide, basique ou neutre d’unesolution. C’est un rouleau de papier enroulé qui a été imbibé de substances spécifiques, qui ont la propriété dechanger de couleur selon la valeur du pH.

En comparant la couleur obtenue avec le nuancier on peut trouver un ordre de grandeur du pH de lasolution testée

7+

14solution neutre

solution acide solution basique7

0

+

Vous disposez de 4 solutions dont vous devez déterminer un ordre de grandeur du pH grâce au papier pH fourni

Protocole : 1. Couper un petit morceau de papier pH (1 cm de longueur) avec les doigts bien secs et le déposer dans unesoucoupe2. Plonger l’agitateur en verre dans la solution à tester3. Déposer délicatement une goutte de solution sur le papier pH4. Observer

a - Tester le pH des 4 solutionsb - Schématiser votre expérience à l’aide de 2 schémas et légender les

c – Regrouper les résultats dans un tableau (solutions testées, couleur du papier et valeur du pH)

Solutions testées Coca Eau déminéraliséeSolution

d’hydroxyde desodium

Solution d’acidechlorhydrique

Couleur du papierpH jaune vert Bleu rouge

Valeur du pH 3 7 14 1

Acide / Basique ouneutre ? Acide Neutre Basique acide

Ions majoritaires ? H+ Aucun (H+ et HO-) HO- H+

b) Méthode précise

4) Effet de la dilution

Le pH-mètre est un instrument électronique qui permet de mesurer directement le pH. Après avoir rincél’électrode à l’eau déminéralisée il suffit de la plonger dans la solution à tester

acide concentré acide diluépH 1,7 1,9

Diluer une solution aqueuse consiste à y ajouter de l’eau déminéralisée.Lorsqu'on dilue un acide, le pH se rapproche de 7 mais le nombre d'ions H+ et HO- ne change pas.

Quand on dilue une solution acide son pH augmente sans jamais dépasser 7Quand on dilue une solution basique, son pH diminue en restant toujours supérieur à 7

CorrectionSchématiser votre expérience à l’aide de 2 schémas et légender les

c – Regrouper les résultats dans un tableau (solutions testées, couleur du papier et valeur du pH)

Solutions testées Coca Eau déminéraliséeSolution

d’hydroxyde desodium

Solution d’acidechlorhydrique

Couleur du papierpH

Valeur du pH

Acide / Basique ouneutre ?

Ions majoritaires ?

b) Méthode précise

Le pH-mètre est un instrument électronique qui permet de mesurer directement le pH. Après avoir rincél’électrode à l’eau déminéralisée il suffit de la plonger dans la solution à tester

5) Effet de la dilution

acide concentré acide diluépH

Diluer une solution aqueuse consiste à y ajouter de l’eau déminéralisée.