Thème 1 : CONSTITUTION ET TRANSFORMATIONS DE LA MATIÈRE TP 1ère spé Physique-Chimie
TP : Extraction d’une espèce chimique
Objectif :
• Prévoir si un solvant est polaire ;
• Mettre en œuvre un protocole pour extraire une espèce chimique d’un solvant.
Compétences travaillées :
APP : Extraire et organiser l’information.
ANA-RAIS : Élaborer un protocole.
REA : Mettre en œuvre un protocole.
COM : Rendre compte à l’écrit.
Notions : Structure moléculaire, polarité des liaisons
CONTEXTE
A l'issue d'une séance de travaux pratiques, un technicien de laboratoire récupère une solution aqueuse S où du rouge méthyle (solide rouge) a été dissous dans une solution aqueuse bleue de sulfate de cuivre.
Ces deux espèces ne subissant pas les mêmes réactions pour leur recyclage, on doit extraire le rouge de méthyle de la solution aqueuse de sulfate de cuivre avant de les expédier au centre de traitement des déchets.
PROBLÉMATIQUE
Quel solvant extracteur doit choisir le technicien de laboratoire pour réaliser cette extraction ? Le technicien hésite entre l’éthanol et le cyclohexane.
Aidez-le en utilisant les documents fournis et en rédigeant un protocole expérimental détaillé.
DOCUMENTS A DISPOSITION Doc 1 : Au fait, c’est quoi un solvant ?
Un solvant est une substance liquide qui a la propriété de dissoudre, de diluer ou d'extraire d'autres substances sans les modifier
chimiquement et sans lui-même se modifier.
Doc 2 : Solubilité d’un soluté dans un solvant.
Un soluté est soluble dans un solvant si les interactions électriques entre les entités (molécules, ions) du soluté sont de même type que celles qui s’exercent entre les molécules de solvants.
Doc 4: Miscibilités :
Miscibilité Eau cyclohexane éthanol
Eau ////////////// Nulle Très grande
cyclohexane nulle ////////////////// Très grande
éthanol Très grande Très grande ////////////////
Doc 5: Matériel disponible
Un flacon contenant une solution aqueuse S du rouge méthyle et de sulfate de cuivre (II) de densité 1,02.
Un flacon d’éthanol, de cyclohexane et de l’eau distillée.
données : densité eau : 1,00, densité cyclohexane : 0,779, densité éthanol : 0,789 Verrerie de laboratoire : béchers, ampoule à décanter et support
Thème 1 : CONSTITUTION ET TRANSFORMATIONS DE LA MATIÈRE TP 1ère spé Physique-Chimie Doc 6 : Polarité d’un solvant.
+ χ (C) = 2,55 : ainsi la liaison C - O est considérée comme polarisée.
Doc 7 : polarisation d’une liaison.
On considère qu'une liaison est non polarisée et donc que la répartition spatiale des électrons du doublet liant est symétrique lorsque la différence d'électronégativité entre les deux atomes liés n'excède pas 0,4 .
Doc 8 :Solubilités.
Solubilité Sulfate de cuivre II Rouge de méthyle
Dans l’eau Très grande Faible
Dans le cyclohexane Nulle Grande
Dans l’éthanol Faible Grande
TRAVAIL A RÉALISER
1) Donnez la polarité de l’éthanol , ainsi que celle du cyclohexane ( justifiez).
2) Expliquez ces résultats d’après les doc fournis.
3) A l’aide des données fournies dans les documents ci-dessus, rédiger un protocole détaillé, assortie de schémas légendés, permettant d’obtenir, à partir de la solution S, deux solutions :
• L’une ne contenant que du sulfate de cuivre (II) ;
• L’autre ne contenant quasiment que du rouge de méthyle.
Attention ! vocabulaire scientifique attendu : électronégativité, liaison polarisée, polarité des molécules ou pas, miscibilité, densité, solubilité ...pour justifier le choix des solvants utilisés. Enfin, vocabulaire technique attendu sur le matériel utilisé et les manipulations réalisées.
APPEL N°1 : Appeler le professeur pour lui présenter votre protocole 4) Mettre en œuvre ce protocole.
5) Bilan : Quelles propriétés doit présenter un solvant pour extraire : - une espèce moléculaire polaire ou une espèce ionique ?
- une espèce moléculaire apolaire ?
