le fer

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TROISIEME ANNEE CHIMIE : OXYDOREDUCTION

24 49 89 29 LES METAUX ONT-ILS LE MEME POUVOIR D’OXYDOREDUCTION ?

1/3 Cr2 : OXYDOREDUCTION Tawbac.jimdo.com

OBJECTIFS

DESCIPLINAIRE Classifier les métaux par rapport au dihydrogène

LINGUISTIQUES Maîtriser le lexique spécifique à l’oxydoréduction : référence ; plus oxydant ; plus réducteur PRE-REQUIS  Définition et principe de la réaction d’oxydoréduction.

 Exemples de réactions entre un métal et un cation métallique DOCUMENTS

DOCUMENTS

 Expériences réalisée en classe : action d’un acide sur un métal (le cuivre ; le fer)

 Classification plus étendue de certains métaux par rapport au dihydrogène

 Fiche d’investigation « Elève » APPROCHE

METHODOLOGIQUE

Mettre en place une démarche d’investigation : (motivation « d’où parte-t-on? » ; problématisation

« qu’est-ce qu’on cherche? » ; définition de la stratégie de recherche « comment va-t-on faire pour chercher? » ; mise en œuvre du projet « cherchons » ; confrontation « a-t-on trouvé ce que l’on cherche ? » ; terminaison « le savoir construit : ce que l’on a expliqué, compris, découvert)

SEQUENCES PEDAGOGIQUE

DEMARCHE A SUIVRE

SITUATION DECLENCHANTE : (observation, situation problème, questionnements des élèves, découverte active de l’environnement ; recueil des conceptions initiales)

Exemples :

PROBLEMATISATION RETENUE PAR LES GROUPES : (1-formulation du problème à résoudre ; 2- Emission d’hypothèses ; 3-recherches des différentes modalités d’investigation à mettre en œuvre ; 4-élaboration de protocoles expérimentaux si-besoin)

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1) Bien que le cuivre et le fer soient deux métaux, ils ne réagissent pas de la même manière avec les acides. A quoi cela est-il du ?

2) Les métaux ont-ils le même pouvoir d’oxydoréduction ? 3) Comment trouver la position d’un métal dans la classification ?

INVESTIGATION : (Observation ; expérimentation ; recherche de documents ; visites et enquêtes ; modélisation)

STRUCTURATION : (confrontation des idées ; formulation des connaissances construites ou description de la stratégie de réflexion ; validation)

CONCLUSION :

1) Classification des métaux par rapport au dihydrogène 2) Prévision d’une réaction redox d’après une classification.

EVALUTION  Correction à domicile de la fiche de compte rendu « Elève »

 Exercice avec correction : Pourquoi le ciment est –il gris ? (avec corrigé)

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A. ACTION D’UN METAL SUR UN ACIDE A ANION NON OXYDANT I. ACTION D’UN ACIDE SUR LE FER

1) Dans un tube à essai, introduire de la poudre de fer. Puis, verser avec précaution, quelques gouttes (3mL environ) d’une solution diluée d’acide chlorhydrique.

2) Attendre quelques instants pour que le gaz formé purge l’air du tube, puis présenter une flamme à l’orifice du tube. En déduire le nom du gaz dégagé.

3) Filtrer le contenu du tube et à la solution obtenue, faire le test à la soude. En déduire le nom de l’ion présent dans la solution à la fin de la réaction.

4) Ecrire l’équation bilan de la réaction qui a eu lieu spontanément et vérifier qu’il s’agit d’une réaction redox.

II. ACTION D’UN ACIDE SUR LE CUIVRE

1) Reprendre l’expérience précédente en remplaçant la poudre de fer par des copeaux de cuivre.

2) Conclure

B. CLASSIFICATION DES METAUX PAR RAPPORT AU DIHYDROGENE

1) Comparer le pouvoir réducteur du fer et du cuivre par rapport au dihydrogène.

2) En déduire une classification des couples Cu ⁄Cu et Fe ⁄Fe par rapport au couple H O ⁄H .

3) Trouver dans la classification précédente la position du couple Ag ⁄Ag

4) On donne une classification plus étendue de certains métaux par rapport au dihydrogène.

Vérifier le résultat obtenu dans 3).

Pouvoir réducteur croissant →

Au Pt Hg Ag Cu Pb Ni Fe Zn Al

5) PREVISION D’UNE REACTION REDOX D’APRES UNE CLASSIFICATION ELECTROCHIMIQUE En exploitant la classification précédente, prévoir la réaction spontanée dans chacune des expériences suivantes :

a) Expérience n°1 : On plonge une tige de cuivre dans une solution de sulfate d’aluminium b) Expérience n°2 : On plonge une tige d’aluminium dans une solution d’acide sulfurique c) Expérience n°3 : On plonge une tige de zinc dans une solution de sulfate de cuivre d) Expérience n°4 : On plonge une tige de cuivre dans une solution de nitrate de plomb

CORRIGE-A : 1)

2) En présentant une flamme à l’orifice du tube, le gaz dégagé produit un jappement (une légère détonation) et s’il est en quantité suffisante, il brule : c’est le dihydrogène.

3) Le test à la soude donne un précipité verdâtre d’hydroxyde de fer II qui fonce avec le temps et finit par rouiller: la solution résiduelle renferme l’ion fer II.

4) L’action d’un acide sur le fer est possible spontanément et elle est modélisée par l’équation simplifiée : Fe (sd) + 2 H O ⟶ H (g) + Fe + 2 H O :

5) L’action d’un acide sur le cuivre n’est pas possible spontanément : Cu (sd) + 2 H O ⟶ rien

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CORRIGE-B :

1) Le fer est oxydé par un acide : le fer est plus réducteur que le dihydrogène. Le cuivre n’est pas attaqué par un acide : le cuivre est moins réducteur que le dihydrogène.

2) La classification par pouvoir réducteur croissant : Cu < H2< Fe.

3) L’équation entre les couples Cu ⁄Cu et Ag ⁄Ag est Cu (sd) + 2 Ag ⟶ 2 Ag(sd) + Cu : l’argent est moins réducteur que le cuivre. D’où la position de l’argent dans la classification : Ag<Cu< H2< Fe.

4) Vérification :

CORRIGE-C : La règle de gamma.

 Le couple / est le couple de référence pour la classification des couples redox.

 Tout métal qui donne du dihydrogène par action sur un acide est qualifié d’électropositif. Si non, il est électronégatif.

 La réaction spontanée entre deux couples rédox est celle qui se produit entre le réducteur le plus fort et l’oxydant le plus fort. Elle satisfait la règle de gamma.

 Classification de quelques métaux par rapport au dihydrogène.

←

Au Pt Hg Ag Cu Pb Ni Fe Zn Al Au Pt Hg Ag Cu Pb Ni Fe Zn Al

é →