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TP n°6 : Des eaux et des ions Intro : Les eaux de source ont une origine souterraine. Elles peuvent rester sous terre plusieurs dizaines d’années et, au cours de leur périple, se charger en minéraux en fonction des terrains traversés. Elles constituent ainsi une source d’informations sur la composition de la croûte terrestre. Ces eaux ne subissent en effet aucun traitement chimique avant leur commercialisation. L’étude d’une eau de source commerciale est donc équivalente à celle de l’eau telle qu’elle sort de la terre initialement. Les préparateurs du labo de chimie vous mettent donc aujourd’hui au défi : ils vous demandent d’arriver à reconnaître 4 eaux minérales uniquement à partir de leurs étiquettes !! (Données cidessous) Ondine Volvic St Yorre Hépar Composition (en mg/L) Calcium 46,1 Chlorures 3,5 Magnésium 4,3 Sulfates 9 Sodium 6,3 Nitrates 1 Potassium 3,5 Bicarbonates 163,5 Minéralisation (en mg/L) Calcium 549 Magnésium 119 Sodium 14,2 Sulfate 1530 Chlorure 11 Nitrate 4,3 I. Comment identifier les différents ions connus ? 1 En observant les solutions de sulfate de cuivre et de sulfate de fer, proposez une hypothèse sur la façon de reconnaître certains ions présents en solution. 2 Cette méthode de reconnaissance estelle valable pour tous les ions ? Citez un exemple. Une méthode couramment utilisée est l’ajout d’un réactif. Ainsi, la présence d’un ion peut être mise en évidence par la formation d’un précipité caractéristique (la solution se trouble et devient opaque par formation d’un solide appelé précipité) ou la variation d’une couleur due à l’ajout du réactif. Protocole : Pour chaque test, verser dans un tube à essai environ 2 mL de solution contenant l’ion à caractériser puis ajouter quelques gouttes du réactif approprié. 3 Complétez au fur et à mesure le tableau cidessous. Ion à caractériser Solution testée : solution de ... Réactif utilisé : solution de ... Observations Ion chlorure Cl chlorure de sodium ( Na + + Cl ) nitrate d’argent ( Ag + + NO3 ) Ion iodure I iodure de potassium (K + +I ) nitrate d’argent ( Ag + + NO3 )

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TP  n°6  :  Des  eaux  et  des  ions  

Intro  :  

Les  eaux  de  source  ont  une  origine  souterraine.  Elles  peuvent  rester  sous  terre  plusieurs  dizaines  d’années  et,  au  cours  de  leur  périple,  se  charger  en  minéraux  en  fonction  des  terrains  traversés.  

Elles   constituent   ainsi   une   source   d’informations   sur   la   composition   de   la   croûte   terrestre.       Ces   eaux   ne  subissent   en   effet   aucun   traitement   chimique   avant   leur   commercialisation.   L’étude   d’une   eau   de   source  commerciale  est  donc  équivalente  à  celle  de  l’eau  telle  qu’elle  sort  de  la  terre  initialement.  

Les   préparateurs   du   labo   de   chimie   vous  mettent   donc   aujourd’hui   au   défi  :   ils   vous   demandent   d’arriver   à  reconnaître  4  eaux  minérales  uniquement  à  partir  de  leurs  étiquettes  !!  (Données  ci-­‐dessous)  

Ondine   Volvic   St  Yorre   Hépar  

Composition  (en  mg/L)  Calcium  46,1  Chlorures  3,5  Magnésium  4,3      Sulfates  9  

Sodium  6,3                    Nitrates  1  

Potassium  3,5  

Bicarbonates  163,5  

 

 

Minéralisation  (en  mg/L)  

Calcium  549  

Magnésium  119  

Sodium  14,2  

Sulfate  1530  

Chlorure  11  

Nitrate  4,3  

I.  Comment  identifier  les  différents  ions  connus  ?  

1-­‐   En   observant   les   solutions   de   sulfate   de   cuivre   et   de   sulfate   de   fer,   proposez   une   hypothèse   sur   la   façon   de  reconnaître  certains  ions  présents  en  solution.  

2-­‐  Cette  méthode  de  reconnaissance  est-­‐elle  valable  pour  tous  les  ions  ?  Citez  un  exemple.  

Une  méthode  couramment  utilisée  est  l’ajout  d’un  réactif.  Ainsi,  la  présence  d’un  ion  peut  être  mise  en  évidence  par  la  formation  d’un  précipité  caractéristique  (la  solution  se  trouble  et  devient  opaque  par  formation  d’un  solide  appelé  précipité)  ou  la  variation  d’une  couleur  due  à  l’ajout  du  réactif.  

Protocole  :  

-­‐  Pour   chaque   test,   verser  dans  un   tube  à   essai   environ  2  mL  de   solution   contenant   l’ion  à   caractériser  puis  ajouter  quelques  gouttes  du  réactif  approprié.  

3-­‐  Complétez  au  fur  et  à  mesure  le  tableau  ci-­‐dessous.  

Ion  à  caractériser  Solution  testée  :  solution  de  ...  

Réactif  utilisé  :  solution  de  ...  

Observations  

Ion  chlorure  Cl  -­‐   chlorure  de  sodium  (  Na+  +  Cl  -­‐  )  

nitrate  d’argent    (  Ag  +  +  NO3  -­‐  )  

 

Ion  iodure  I  -­‐   iodure  de  potassium  (  K+  +  I  -­‐  )  

nitrate  d’argent    (  Ag  +  +  NO3  -­‐  )  

 

Ion  sulfate  SO42-­‐  sulfate  de  fer  (  Fe  2+  +  SO4  2-­‐  )  

chlorure  de  baryum  (  Ba  2+  +  2  Cl  -­‐  )  

 

Ion  calcium  Ca  2+   chlorure  de  calcium  (  Ca2+  +    2  Cl  -­‐  )  

oxalate  d’ammonium  

   

Ion  magnésium  Mg  2+   chlorure  de  magnésium  (  Mg2+  +  2  Cl  -­‐  )  

hydroxyde  de  sodium  (  Na  +  +  OH  -­‐  )  

 

Ion  fer  (II)  Fe  2+   sulfate  de  fer  (  Fe  2+  +  SO4  2-­‐  )  

hydroxyde  de  sodium  (  Na  +  +  OH  -­‐  )  

 

Ion  fer  (III)  Fe  3+   chlorure  de  fer  (  Fe  3+  +  3  Cl  -­‐  )  

hydroxyde  de  sodium  (  Na  +  +  OH  -­‐  )  

 

Ion  cuivre  (II)  Cu  2+   sulfate  de  cuivre  (  Cu  2+  +  SO4  2-­‐  )  

hydroxyde  de  sodium  (  Na  +  +  OH  -­‐  )  

 

II-­‐  A  la  recherche  des  étiquettes  !  

Vous  disposez  de  4  flacons  correspondant  aux  4  eaux  minérales.  L’étiquette  a  été  perdue.  

1-­‐  Proposez  un  protocole  expérimental  à  mettre  en  œuvre  permettant  d’attribuer  à  chaque  bouteille  son  étiquette.  

Appelez  le  professeur  pour  qu’il  vérifie  votre  protocole  avant  de  le  réaliser.  

2-­‐  Rédigez  les  observations  réalisées  au  cours  de  vos  expériences.  

Réactif  utilisé   A   B   C   D  

Nitrate  d’argent          

Chlorure  de  baryum          

Oxalate  d’ammonium          

Soude          

 

Aide  :  pour  un  même  volume  de  solution  testée  et  un  même  volume  de  réactif  versé,  l’observation  sera  d’autant  plus  prononcée  que  la  quantité  d’ions  présente  en  solution  est  importante.  

3-­‐  Rédigez  une  conclusion  pour  attribuer  l’étiquette  à  la  bonne  eau  minérale.