Première Spé PC CHAPITRE 2 – Activités expérimentales 3
Réactions d’oxydo-réduction
Capacités travaillées :
- Mettre en œuvre des transformations modélisées par des réactions d’oxydo-réduction - Mettre en œuvre un test de reconnaissance pour identifier une espèce chimique.
- A partir de données expérimentales, identifier le transfert d’électrons entre deux réactifs et le modéliser par des demi-équations électroniques et par une réaction d’oxydo-réduction.
A partir du XVIIème siècle, les chimistes se sont intéressés au phénomène de
« végétation métallique », ces arborescences de métal spectaculaires, comme l’arbre de Diane ou de Saturne.
Comment expliquer ce phénomène de « végétation métallique » ?
1) Mettre en œuvre le protocole 1.
2) Décrire le résidu solide et le liquide. Formuler une hypothèse sur les espèces chimiques qu’ils contiennent, puis le confirmer si possible par des tests. En déduire la nature des espèces chimiques présentes à l’état initial et à l’état final.
3) Ecrire l’équation de la réaction chimique qui modélise cette transformation chimique.
4) Identifier les particules (proton p, neutron n ou électron e -) gagnées ou perdues par les espèces chimiques au cours des transformations.
5) En déduire les demi-équations d’oxydoréduction : Cu 2+(aq) + ……… = Cu (s) Fe(s) = ………..(aq) +………
6) Comment retrouve-t-on l’équation chimique à partir des demi-équations d’oxydoréduction ?
7) Observer le résultat de l’expérience de l’arbre de Diane, faire le bilan des espèces chimiques.
8) Proposer l’équation de la réaction qui modélise la transformation chimique qui a lieu dans l’expérience de l’arbre de Diane.
9) Interpréter à l’aide de deux demi-équations d’oxydoréduction.
10) Proposer une méthode pour établir l’équation d’une réaction d’oxydoréduction à partir des couples oxydant/ réducteur.
Document 1 : protocole 1
a) Observer les pictogrammes de sécurité et adopter les précautions nécessaires.
b) Dans un tube à essai, introduire environ 1g de poudre de fer, ajouter 5mL de solution de sulfate de cuivre II (Cu 2+(aq) + SO42-(aq)).
c) Agiter.
Document 2 : Test d’identification de quelques ions métalliques
Ion testé Ion réactif Résultat
Ion Cuivre II Cu 2+ (aq) Ion hydroxyde HO - Précipité bleu Ion Fer III Fe 3+ (aq) Ion hydroxyde HO - Précipité rouille Ion Fer II Fe 2+ (aq) Ion hydroxyde HO - Précipité vert
Document 4 : Arbre de Diane (expérience réalisée au bureau)
Un fil de cuivre est plongé dans une solution incolore de nitrate d’argent (Ag +(aq) + NO3-(aq))
Document 3 : Quelques couples oxydant/réducteur et données
Un couple oxydant /réducteur s’écrit Ox/Red.
Exemples :Cu 2+(aq)/ Cu (s) . L’oxydant est l’ion cuivre II, le réducteur est le cuivre solide.
Fe 2+ (aq) / Fe (s) ;Ag +(aq) / Ag (s).
Les ions nitrate et sulfate sont des ions spectateurs.
