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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-‐ )


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


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


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.