TP n°1 : INITIATION A L’OXYDOREDUCTIONPRINCIPE :L’objectif

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Lycée Jean FAVARD -- GUERET 1ère STI 2D / 1ère STL 2011/2012

Série 2

TP n°1 : INITIATION A L’OXYDOREDUCTION

PRINCIPE :

L’objectif du TP est de répondre à la question suivante par diverses expériences : « Pour traiter leurs plantations avec de la bouillie bordelaise, Messieurs DARBON, BARDET et RICHARD se prêtent un vieil arrosoir en fer. Ils constatent que l’intérieur de leur arrosoir est devenu rouge sombre. Qu’a-t-il bien pu se passer ? »

Vous avez également une liste de cations (ions chargés positivement) et anions (ions négatifs) à apprendre pour une évaluation à l’issue des 4 TP de la série 2.

Nom Symbole Nom Symbole

Cuivre Zinc Fer II Argent Aluminium Fer III Calcium Sodium Potassium Ammonium Hydronium

Cu 2+

Zn 2+

Fe 2+

Ag + Al 3+

Fe 3+

Ca 2+

Na + K + NH4+

H3O +

Chlorure Iodure Fluorure Nitrate Sulfate Permanganate Hydroxyde Carbonate

Cl - I - F - NO3-

SO42-

MnO4-

HO - CO32-

I. Expériences préalables :

Il est nécessaire de savoir identifier certains ions présents dans les solutions pour bien comprendre les expériences d’oxydoréduction. Un bon identificateur des cations métalliques est la soude ou hydroxyde de sodium (Na+ + HO-).

Par exemple une solution contenant des ions cuivre II (Cu2+) donne un précipité solide bleu d’hydroxyde de cuivre en présence de quelques gouttes de soude. L’équation de réaction s’écrit Cu2+ + 2 HO - = Cu(HO)2. On s’aperçoit d’après cette équation que seuls les ions HO- interviennent dans la réaction (les ions Na+ sont appelés spectateurs, comme vous souvent …).

Dans un tube à essais, verser un peu de sulfate de cuivre (II) (Cu 2++SO42-)et tester la solution en ajoutant quelques gouttes de soude. A l’avenir, quand vous testerez une solution quelconque avec de la soude, si vous obtenez un précipité bleu, cela signifiera que cette solution contient des ions cuivre II (Cu2+).

Reprendre la procédure avec les ions fer II, fer III et zinc II puis refaire et compléter sur votre compte rendu le tableau suivant :

Ion identifié réactif observation interprétation

Ion cuivre II : Cu2+ Soude, Na+ + HO- Précipité bleu Cu2+ + 2 HO- = Cu(HO)2

Ion fer II Ion fer III Ion zinc II

II. Première expérience d’oxydoréduction :

1. Manipulation 1 : introduire dans un tube à essais, avec une spatule, de la poudre de fer et 3 à 4 mL d’une solution de sulfate de cuivre (II) puis agiter vigoureusement. Laisser reposer 5 à 10 minutes. Noter vos observations (S'il y en a).

2. Manipulation 2 : Ajouter quelques gouttes de soude sur le filtrat obtenu sans agiter.

3. Quel est le but de la 2ème manipulation ?

4. Quels sont les réactifs et les produits lors de la 1ère expérience ?

5. Quel réactif a perdu des électrons (symbole e - ) ? Quelle espèce chimique est ainsi produite ? Ecrire la demi-équation cette transformation en respectant les lois de conservation. N’hésitez pas à appeler Monsieur BARD Jo pour quelques conseils.

6. Quel réactif a gagné des électrons ? Quelle espèce chimique est ainsi produite ? Ecrire la demi-équation cette transformation en respectant les lois de conservation.

7. En déduire l’équation de la transformation chimique qui a eu lieu lors de la première manipulation.

III. Réaction entre le métal cuivre Cu et les ions fer II Fe2+ :

1. On réalise la même expérience que précédemment en remplaçant la poudre de fer par des copeaux de cuivre et la solution aqueuse de sulfate de cuivre (II) par du sulfate de fer (II).

2. Faire un schéma annoté.

3. Quelles observations faîtes vous ? 4. Y a t il eu réaction chimique ?

5. Vérifier que les ions fer (II) sont présents dans la solution finale.

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IV. Oxydant, réducteur, couple oxydant/réducteur.

1. Définitions.

Une espèce chimique qui perd un ou des électrons est un réducteur.

Une espèce chimique qui gagne un ou des électrons est un oxydant.

Une oxydation est une réaction où une espèce chimique perd des électrons.

Une réduction est une réaction où une espèce chimique gagne des électrons.

Un oxydant est associé à son réducteur conjugué. Ils forment un couple oxydant/réducteur, noté Ox/Red.

2. Application des définitions.

A l’aide des définitions précédentes, déterminer pour la première manipulation (II.1) l’oxydant, le réducteur, l’espèce chimique subissant une oxydation, l’espèce chimique subissant une réduction et le couple oxydant/réducteur mis en jeu.

V. Oxydoréduction entre les couples Cu2+ /Cu et Zn2+ /Zn.

1. Réaction entre les ions cuivre (II) et le métal zinc.

Suivre un protocole identique au II avec les réactifs suivants : sulfate de cuivre et poudre de zinc.

A l’aide des définitions, déterminer l’oxydant, le réducteur, l’espèce chimique subissant une oxydation, l’espèce chimique subissant une réduction et le couple oxydant/réducteur mis en jeu.

2. Réaction entre les ions zinc (II) et le métal cuivre.

Suivre un protocole identique au II avec les réactifs suivants : sulfate de zinc et copeaux de cuivre.

Quelles observations faîtes-vous ?

Pour conclure votre TP, vous devrez répondre à la question initiale.

REMARQUE :

Lorsque vous nettoierez les tubes à essais, les béchers ou autres vous ne verserez pas les poudres dans le lavabo. Vous récupérerez en plus les copeaux de cuivre que vous laisserez sur un chiffon pour les faire sécher après les avoir passés sous l’eau.

Si vous ne respectez pas ces consignes, vous perdrez automatiquement un point à votre compte

rendu.

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