TP : Pourquoi MARS est-elle rouge ?

TP : Pourquoi MARS est-elle rouge ?

1/ Problématique :

Mars le 26 août 2003, vue par le télescope Hubble (©NASA).

La planète Mars possède des calottes de glace et est en partie recouverte d’une poussière sèche de couleur rouge qui contient du fer.

Sous quelle forme le fer est-il présent dans cette poussière?

2/ Expérimentation

 Réaliser chacune des expériences de la Fiche expérience « quelques états du fer».

 Schématiser et annoter les expériences sur votre compte rendu (copie double).

 Compléter le diagramme sur cette fiche par la formule chimique du composé obtenu, son état (en solution

(aq) , précipité, métal, poudre …) et sa couleur.

 Compléter les équation-bilans des réactions chimiques avec les bons nombres stœchiométriques.

 Conclusion (à la fin) : Quel est la formule chimique du composé de fer qui donne sa couleur à Mars ?

3/ Ouverture

Le composé trouvé sur Mars est l’un des constituants de la rouille. En présence de quels réactifs la rouille se forme–t-elle d’après vos expériences ?

Qu’en déduisez-vous sur la composition de MARS dans le passe ?

Fiche expérimentale : « Quelques états du fer » Expérience 1 : Action des ions Cu

sur le fer

Dans un tube à essai n°1, verser une spatule de limaille de fer Fe (s) et environ 10 mL d’une solution de sulfate de cuivre. Boucher et agiter pendant une minute. Filtrer et récupérer la solution dans un tube à essai n°2.

Noter les observations sur votre copie.

Réaction chimique : …. Fe (s) + ….. Cu2+(aq) = ……. Fe2+(aq) + ……Cu (s)

Expérience 2 : Action de la soude sur les ions fer II Fe

Verser la moitié du filtrat du tube à essai n°2 dans un tube à essai n°3.

Ajouter quelques gouttes de soude (hydroxyde de sodium) Noter les observations.

Réaction chimique : …. Fe2+(aq) + ….. HO-(aq) = ……Fe(OH)2(s)

Expérience 3 : Action de l’air sur les ions fer II Fe

Verser quelques gouttes du filtrat du tube à essai n°2 dans une boite de pétri afin que le dioxygène de l’air puisse réagir avec les ions Fe²⁺. Attendre quelques minutes.

Noter les observations.

Réaction chimique : …. Fe2+(aq) + ….. H2O + O2 (g) = …… Fe³⁺(aq)+ ….. HO-(aq)(plus complexe en réalité)

Expérience 4 : Action de la soude sur les ions fer III Fe

Ajouter quelques gouttes de soude sur le contenu de la coupelle.

Noter les observations

L’oxydation des ions fer II en ions fer III par le dioxygène de l’air est lente, nous allons donc utiliser une solution aqueuse d’ion fer III (du sulfate de fer III) déjà prête pour en avoir une plus grande quantité.

Dans un tube à essai n°4, verser environ 10 mL de sulfate de fer III. Ajouter un peu de soude. Un précipité se forme. Filtrer ce précipité puis le déposer délicatement dans une coupelle en verre.

Réaction chimique : …. Fe3+(aq) + ….. HO-(aq) = …… Fe(OH)3 (s)

Expérience 5 : Déshydratation de l’oxyde de fer III hydraté

Attendre quelques minutes. L’hydroxyde de fer III présent dans la coupelle se transforme spontanément en oxyde de fer III hydraté Fe2O3, 3 H2O (s)

Chauffer modérément à l’aide d’un bec électrique. L’oxyde de fer III se déshydrate (perte de l’eau qu’il contenait).

Réaction chimique : …… Fe(OH)3(s)= …… Fe2O3, 3 H2O(s) (à l’air)

Réaction chimique : …… Fe2O3, 3 H2O(s) = …… Fe2O3 (s) + H2O (g) (avec chauffage)

Expérience 6

Vidéos d’une soudure aluminothermique des rails (2 vidéos dans le dossier de la classe)

Un mélange de poudre d’oxyde de fer et de poudre d’aluminium est placé dans un creuset. La réaction est amorcée par la combustion d’un ruban de magnésium. Il se forme un métal en fusion qui coule entre les rails permettant ainsi de les souder. En refroidissant, il devient un solide gris et possède des propriétés magnétiques.

Réaction chimique: ……Fe2O3 (s) + ……. Al (s) = ………. Fe(s) + ………Al2O3 (s)