À la poursuite de l'élément cuivre

TP n°82 nde

 

Objectifs : - Réaliser quelques expériences mettant en jeu l’élément chimique cuivre.

 

 - Mettre en évidence une caractéristique importante de la réaction chimique.

 

 - Mettre en évidence le fait que le mot cuivre n’est pas assez précis pour interpréter les réactions qui vont

 

   suivre.

 

Remarques : comme d’habitude ne pas oublier de faire des schémas  pour présenter une expérience. Dans tout ce qui suit,

 

                      il est conseillé d’utiliser les informations du tableau du III°.

 

 

I°) Etude de quelques expériences avec le cuivre (manipulations élève) /

 

Comment peut-on reconnaître  simplement le cuivre d’autres métaux comme le fer, le plomb…

 

1) Réaction 1  : Prendre un petit copeau de cuivre et l’introduire dans un tube à essai. Ajouter avec une pipette simple

 

   environ 1 mL d’acide nitrique (Regarder le pictogramme pour cette substance).

 

Le port de lunettes, des gants, et de la blouse est-il obligatoire ?

 

Observer. A quoi peut-on dire que la réaction est terminée ?

 

Quelle est la formule chimique de l’espèce formée (aller sur la paillasse du professeur pour confirmer).

 

 

2) Réaction n°2 : Quand la réaction chimique mettant en jeu le cuivre et l’acide nitrique est terminée; avec une pipette

 

                             simple, prélever un peu de la solution bleue et en déposer une goutte au milieu de la lame de fer. Au

                           

                              bout de 1 à 2 minutes, rincer la lame de fer à l’eau du robinet.

 

Identifier la tache observée.

 

Quelle est la formule chimique de l’espèce formée.

 

Interprétations : Les « Gremlins » sont des êtres imaginaires : admettons que l’on en a enfermé 5 dans une boîte; voir

 

                         le schéma ci-dessous.

 

On observe la boîte le matin et le soir.

 

A partir des schémas des deux boîtes

 

 rectangulaires ci-contre répondre aux

 

 questions a°) et b°) :

 

a°) Qu’est ce qui ne s’est pas

 

 conservé dans cette boîte ?

 

b°) Qu’est ce qui s’est conservé

 

pendant la transformation ?

      La boîte le matin                           La même boîte le soir

 

 

Dans les deux questions suivantes, on ne se préoccupe pas de l’acide nitrique.

 

A propos de l’expérience entre le cuivre et l’acide nitrique, nous allons tenter de faire le parallèle avec les

 

 « Gremlins »: 

 

 

c°) Indiquer ce qui ne s’est pas conservé dans le tube à essai ?

 

d°) Indiquer ce qui s’est conservé ?

 

Remarque : Pour répondre à ces 2 questions vous utiliserez le vocabulaire : élément chimique, nature chimique,

 

                   atome, ion

 

Pour continuer vous ajouterez environ 1 mL d’eau dans la solution bleue précédente (solution S).

 

 

3) Réaction n°3 : Répartir la solution S dans 2 tubes à essai. Ajouter 2 à 3 mL de soude dans un des  deux tubes.

 

Observer en comparant avec le tube témoin.

 

Quel est la formule de l’espèce chimique formée.

 

 

4) Réaction n°4 : Prendre le tube à essai précédent (celui qui contient le précipité). Ajouter y de l’acide chlorhydrique

 

     goutte à goutte. Arrêter au moment où le précipité vient de disparaître.

Observer.

 

Quelle espèce chimique a-t-on de nouveau mis en évidence.

 

 

II°) Réaction avec l’oxyde de cuivre  (manipulation professeur) :

 

Le professeur chauffe fortement un mélange d’oxyde de cuivre (CuO) et de carbone en poudre (C ).

 

Quel gaz a été mis en évidence lors de cette expérience ?

 

Un nouveau solide est apparu. De qui s’agit-il ?

 

L’élément chimique cuivre est-il présent au départ (Justifier)

 

III°) Travail de réflexion :

 

1°) A partir des expériences réalisées , compléter le tableau suivant :

 

formule

chimique

Aspect

Couleur

Etat

Physique

Nature chimique :

atome, ion

ou précipité ?

 

obtenu par quelle réaction ?

 

Cu2+

 

 

bleu pâle

 

en solution

 

......................

 ...............................................................

 

.....................................................................

 

Cu

 

rouge-orangé

 

solide

 

........................

 

.........................................................................

 

Cu(OH)2

 

 

bleu

 

solide

 

.........................

 

..........................................................................

 

 

2°) Deux transformations chimiques vues pendant cette séance de TP peuvent être symbolisées ainsi :

 

Préciser lesquelles en rappelant leur n° au dessus de la flèche correspondante.

 

3°) A l’image de ce qui vient d’être symbolisé, il est possible de faire le cycle ci-dessous avec d’autres réactions

 

         vues pendant la séance de TP :

 

 

 

 

 

 

 

 

       Compléter ce schéma en précisant la nature chimique du cuivre (écrire la formule),  ainsi que le n° de la

 

        réaction qui a permis sa transformation ?

 

4°) Etablir une conclusion d’ensemble en rappelant le principe de Lavoisier pour une réaction chimique.