Autour du sulfate de cuivre ….Autour du sulfate de cuivre ….Autour du sulfate de cuivre ….Autour du sulfate de cuivre …. Objectifs. •

1

TP TP TP

TP – –– – Ch Ch Ch 03 Ch 03 03 03

Nom, prénom : Classe :

Autour du sulfate de cuivre ….

Autour du sulfate de cuivre ….

Autour du sulfate de cuivre ….

Autour du sulfate de cuivre ….

Objectifs.

• Déterminer la formule du sulfate de cuivre hydraté en utilisant un tableau d’avancement.

• Réaliser une solution aqueuse de sulfate de cuivre II

• Vérifier la formule du sulfate de cuivre hydraté grace à une réaction de précipitation.

Matériel.

Sulfate de cuivre hydraté : CuSO4, p(H2O).

Eau distillée

Appareil de chauffage- Gants isothermes Lunettes

Balance au 1/100

Coupelle de pesée - spatule

2 béchers

Fiole jaugée 100 mL

Pipette jaugée 20 mL + Propipette Burette graduée

Tubes à essais

AA

AA---- Détermination de l’indice d’hydratation du sulfateDétermination de l’indice d’hydratation du sulfateDétermination de l’indice d’hydratation du sulfateDétermination de l’indice d’hydratation du sulfate de cuivre.de cuivre.de cuivre. de cuivre.

Les cristaux de sulfate de cuivre solide fixent facilement l’eau : leur formule est CuSO₄, p(H₂O) : p est l’indice d’hydratation.

Dans quel test cette propriété des cristaux de sulfate de cuivre anhydre est-elle utilisée ? Décrire ce test.

En chauffant le sulfate de cuivre, il se déshydrate et sa masse diminue. La variation de la masse permet de déterminer la quantité d'eau contenue dans le sulfate de cuivre et donc l'indice p.

CuSO₄, p(H₂O) CuSO₄ + p H₂O_(g)

Protocole :

• Peser un bécher vide. Noter sa masse m₀.

• Peser une masse m₁ = 8,00 g de sulfate de cuivre hydraté et l’introduire dans le bécher.

• Chauffer le bécher en remuant le sulfate de cuivre jusqu’à décoloration complète. Peser.

• Chauffer à nouveau pendant une minute ; peser à nouveau : si la masse ne change plus, la déshydratation est terminée : noter la masse m2 de sulfate de cuivre anhydre

Détermination de l’indice d’hydratation.

• Calculer la masse puis la quantité de matière de sulfate de cuivre anhydre formé.

• En déduire la masse puis la quantité de matière d’eau éliminée.

Bécher vide : m0 = CuSO4,p(H2O) : m1 = 8,00 g Bécher + CuSO₄ : m₂ =

2

• Compléter le tableau d’avancement de la réaction

CuSO₄,p(H₂O) CuSO₄ + p H₂O

Etat initial x = 0 n₀ 0 0

x n0 – x x p .x

Etat final x_{max= ….} 0 xmax = = ……….. p.x_max = ………

Le sulfate de cuivre étant totalement déshydraté à la fin de la réaction, en déduire l’avancement maximal : x_max = ……….

La quantité d’eau formée étant connue, en déduire l’indice d’hydratation p : p.x_max = ………. Donc p = ………

• Déterminer la formule chimique, puis la masse molaire moléculaire du sulfate de cuivre hydraté.

B B

B B ---- Dissolution du Dissolution du Dissolution du Dissolution du sulfate de cuivre.sulfate de cuivre.sulfate de cuivre. sulfate de cuivre.

On réalise une solution de sulfate de cuivre en dissolvant 1,25 g de sulfate de cuivre hydraté dans une fiole jaugée de 100 mL.

Rappeler le mode opératoire de la dissolution :

•

•

•

•

•

Réaliser cette dissolution

En utilisant la formule du sulfate de cuivre hydraté précédemment déterminée, calculer la quantité de matière de sulfate de cuivre hydraté introduite dans la fiole.

3 Compléter le tableau d’avancement de la réaction de dissolution du sulfate de cuivre dans l’eau :

CuSO4,... H2O (s) ^eau Cu²⁺ (aq) + SO4 2-

(aq) + …….. H2O

Etat initial n₀ = ………..

Avancement x(t) Etat final xmax = …..

• En déduire la quantité d’ions Cu²⁺ dans la solution obtenue.

• Calculer la concentration molaire en ions Cu²⁺ de cette solution.(on note [Cu²⁺] cette concentration.

C C

C C ---- Précipitation des ions CuPrécipitation des ions CuPrécipitation des ions Cu2+Précipitation des ions Cu2+2+.... 2+

Pour tester la présence d’ions Cu²⁺ dans une solution aqueuse, on utilise la réaction de précipitation des ions Cu²⁺ par la soude (hydroxyde de sodium : Na⁺(aq) + HO^-(aq) )

• Les ions sodium étant spectateurs, écrire l’équation associée à cette réaction, qui produit de l’hydroxyde de cuivre II : Cu(OH)2 (s)

………

Mode opératoire

On prélève 5,0 mL de la solution de sulfate de cuivre précédemment fabriquée.

• Placer la solution dans un bécher, préalablement rincé avec un peu de cette solution

• Prélever 5,0 ml de solution à l’aide d’une pipette jaugée de 5 mL.

• Verser cette solution dans un erlenmeyer préalablement rincé à l’eau distillée

On fait réagir cette solution avec 5,0 mL de soude de concentration [HO^-] = 1,0 mol.L^-1

• Verser la solution de soude dans un bécher , préalablement rincé avec un peu de cette solution

• Prélever à la pipette jaugée (rincée à l’eau puis avec la solution de soude) 5,0 mL de soude, et les ajouter à la solution de sulfate de cuivre.

Qu’observe-t-on ?

………

………

Etude théorique :

• Quelle est la quantité de matière d’ions Cu²⁺ contenue dans le prélèvement de 5 mL ?

n(Cu²⁺)_{0 =} ………

• Quelle est la quantité de matière d’ions hydroxyde HO^- dans le prélèvement de 5 mL ?

n( HO^-)0 = ………

• Compléter le tableau d’avancement de la réaction de précipitation de l’hydroxyde de cuivre II.

….. Cu²⁺(aq) + … HO^-(aq) Cu(OH)2 (s)

Etat initial n(Cu²⁺)0 = ………….. n(HO^-)0 ? 0 Avancement x(t)

Etat final xmax = …..

4 Vérification :

• Filtrer le mélange obtenu.

• Placer quelques millilitres de filtrat dans deux tubes à essais

o Ajouter quelques gouttes de solution de sulfate de cuivre dans le premier tube.

Qu’observe-t-on ? que peut-on en conclure ?

o Ajouter quelques gouttes de solution d’hydroxyde de sodium dans le deuxième tube.

Qu’observe-t-on ? que peut-on en conclure ?

o Cette expérience est-elle en accord avec les résultats du tableau d’avancement ? Justifier.