L’élément cuivre

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2^nde Thème : Univers TP n°3

Chimie

L’élément cuivre

^Chap.4

But du TP : Réaliser des réactions chimiques mettant en évidence l’élément cuivre sous diverses formes.

I. L’élément cuivre

 Le cuivre pourrait bien être le premier métal à avoir été utilisé par l’homme, étant donné que des objets en cuivre datant de 8700 avant J.-C. ont été trouvés. C’est un métal rouge, mais on le rencontre vert-de-gris sur les coupoles de monuments, bronze lorsqu’il est allié à l’étain etc…

 Au cours de ce TP, vous allez étudier l’élément cuivre et réaliser des réactions chimiques permettant de passer d’une de ses formes à une autre (voir le tableau ci-contre).

Espèce chimique Formule Etat physique Couleur

Le métal cuivre Cu Solide Rouge

L’ion cuivre II Cu

²⁺

Solution liquide Bleu

L’oxyde de cuivre II CuO Solide Noir

L’hydroxyde de cuivre Cu(OH)

2

Solide Bleu

 Questions :

1.1. En chimie, qu’est-ce qu’un réactif ? Qu’est-ce qu’un produit ?

1.2. Vous allez utiliser des liquides dangereux comme l’acide nitrique concentré dont le pictogramme est ci-contre. Que signifie ce pictogramme ?

II. Protocole expérimental

 Pour chaque expérience, observez et notez ce qui se passe. Les schémas demandés devront être clairs, colorés et légendés.

1. Action de l’acide nitrique HNO3 (solution incolore) sur le métal cuivre Cu

 Sous la hotte : Manipulation faite par le professeur : Dans un tube à essais, verser soigneusement 2 mL d’acide nitrique pur.

Ajouter un morceau de cuivre. Un gaz roux très toxique est produit appelé dioxyde d’azote (formule : NO2).

 Lorsque la réaction est terminée, vous verserez de l’eau pour faire apparaître une solution limpide bleue (c’est celle qui nous intéresse).

1.1. Dessiner le tube à essais avant, pendant et après la transformation chimique.

1.2. Quels sont les deux réactifs et les deux produits identifiés lors de cette réaction chimique ? 2. Action des ions hydroxyde HO ^- sur les ions cuivre Cu²⁺

 Verser la solution obtenue dans un petit erlenmeyer.

 Avec précautions, ajouter une solution de soude (ou solution d’hydroxyde de sodium) contenant des ions HO^- jusqu’à l’apparition d’un précipité bleu d’hydroxyde de cuivre. Remuer l’erlenmeyer et rajouter de la soude jusqu’à ce que le précipité persiste.

2.1. Dessiner l’erlenmeyer avant, pendant et après la transformation chimique.

2.2. Quels sont les deux réactifs et le produit identifié lors de cette réaction chimique ? 3. Déshydratation de l’hydroxyde de cuivre Cu(OH)2

 Chauffer l’erlenmeyer doucement sur la plaque chauffante jusqu’à l’apparition d’un solide noir. On réalise ainsi la déshydratation de l’hydroxyde de cuivre, c’est-à-dire que la molécule Cu(OH)2 perd une molécule d’eau H2O.

3.2. Quel produit s’est formé au cours de cette déshydratation ?

3.3. Ecrire l’équation de la réaction de déshydratation (avec les formules).

4. Action de l’acide sulfurique H2SO4 sur l’oxyde de cuivre CuO

 Dans l’erlenmeyer encore tiède, verser quelques millilitres d’acide sulfurique afin de faire disparaître le solide noir.

4.2. Quels sont les deux réactifs et le produit identifié lors de cette réaction chimique ? 5. Action du fer Fe sur les ions cuivre Cu ²⁺

 Dans l’entonnoir, placer un morceau de coton pour le boucher (on réalise ainsi un filtre), puis y ajouter de la paille de fer.

 Placer un bécher sous l’entonnoir, puis verser lentement dans le filtre un peu de la solution bleue obtenue précédemment : un solide rougeâtre doit apparaître.

5.1. Faire les schémas de l’expérience avant, pendant et après transformation chimique.

5.2. Quels sont les deux réactifs et le produit identifié lors de cette réaction chimique ?

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Action de l’acide nitrique Métal

cuivre

L’élément ...

Chauffage

...

III. Exploitation

1) Les transformations chimiques étudiées dans ce TP mettent en jeu différentes espèces chimiques.

Quel est le point commun entre toutes ces espèces ? 2) Compléter le schéma ci-dessous en indiquant :

 Dans les cases : les différentes formes de l’élément chimique ;

 Sur les flèches :les expériences effectuées.

 Le nom de l’élément chimique

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