7.TP2 : L'élément cuivre
Compétences mises en jeu
• Utiliser le terme adapté parmi molécule, atome, anion et cation pour qualifier une entité chimique à partir d’une formule chimique donnée..
• Exploiter l’électroneutralité de la matière pour associer des espèces ioniques et citer des formules de composés ioniques..
• Notion d'élément chimique
Matériel :
Sous la hotte
- ☐ Solution d'acide nitrique très concentrée (50 mL)
- ☐ 1 erlenmeyer de 250 mL + bouchon
- ☐ Copeaux de cuivre
- ☐ Pissette d’eau distillée
Au bureau
- ☐ Clous en fer
- ☐ Papiers filtres
Sur les paillasses des élèves
- ☐ Flacon : \(\ce{Na+ + HO–}\) à ≈ 1M
- ☐ Flacon : \(\ce{H+ + Cl–}\) à ≈ 1M
- ☐ 1 plaque chauffante
- ☐ 1 pince en bois
- ☐ 1 spatule
- ☐ 1 mini cristallisoir
- ☐ 1 coupelle en porcelaine
- ☐ 2 béchers de 100 mL
- ☐ 1 entonnoir + porte-entonnoir
- ☐ 1 verre à pied (poubelle)
Expérience 1 (faite par le professeur)
1 - Protocole
Attention : La solution d'acide nitrique est une solution corrosive.
🖑 Sous la hotte, verser 2 mL d'une solution d'acide nitrique \(\ce{H+_{(aq)} + NO3–_{(aq)}}\) dans un erlenmeyer contenant 7 petits copeaux de cuivre métal. Attendre quelques minutes que la réaction soit bien avancée. Ajouter \(\pu{10 mL}\) d’eau distillée.
2 - Observations
✎ Qu'observez-vous ?
3 - Interprétation
Information : Les ions cuivre \(\ce{Cu^2+_{(aq)}}\) ont une couleur bleue.
✎ Y a-t-il eu transformation chimique ? Justifier.
✎ Donner les noms et les formules des réactifs et des produits.
✎ Sous quelle forme se présente "le cuivre" avant la transformation ? Après la transformation ?
Expérience 2
1 - Protocole
Attention : La solution d'hydroxyde de sodium est une solution corrosive.
🖑 Verser quelques millilitres de la solution obtenue dans l’expérience 1 dans un bécher.
🖑 Ajouter progressivement quelques mL d’une solution d'hydroxyde de sodium \(\ce{Na+_{(aq)} + HO–_{(aq)}}\) aussi appelée solution de soude.
2 - Observations
✎ Qu'observez-vous ?
3 - Interprétation
Information : Le solide formé est appelé hydroxyde de cuivre \(\ce{Cu(OH)2 _{(s)}}\).
✎ Y a-t-il eu transformation chimique ? Justifier.
✎ Donner les noms et les formules des réactifs et des produits de la réaction. Si possible, écrire l'équation chimique de la réaction.
✎ Sous quelle forme se présente "le cuivre" avant la transformation ? Après la transformation ?
Expérience 3
1 - Protocole
Attention : Il y a des risques de projections !
🖑 Filtrer le contenu du bécher afin de récupérer le résidu.
🖑 Transvaser le résidu dans un petit cristallisoir.
🖑 Chauffer (à environ 150 °C) le contenu du cristallisoir.
2 - Observations et interprétation
✎ Qu'observez-vous ?
Information : Le solide formé est appelé oxyde de cuivre II \(\ce{CuO_{(s)}}\).
✎ Donner les noms et les formules des réactifs et des produits de la réaction. Si possible, écrire l'équation de la réaction chimique.
✎ Sous quelle forme se présente "le cuivre" avant et après la transformation ?
Expérience 4
1 - Protocole
Attention : La solution de chlorure d'hydrogène est une solution corrosive. On l’appelle aussi solution d'acide chlorhydrique.
🖑 Attendre que le cristallisoir refroidisse.
🖑 Ajouter progressivement de la solution de chlorure d'hydrogène \(\ce{H+_{(aq)} + Cl–_{(aq)}}\) dans la cristallisoir.
2 - Observations et interprétations
✎ Qu'observez-vous ?
✎ Donner les noms et les formules des réactifs et des produits de la réaction. Si possible, écrire l'équation de la réaction chimique.
✎ Sous quelle forme se présente "le cuivre" avant et après la transformation ?
Expérience 5
1 - Protocole
🖑 Ajouter un clou en fer \(\ce{Fe_{(s)}}\) dans la solution obtenue à l’expérience 4. Attendre quelques minutes.
2 - Observations et interprétation
Information : Lors de cette réaction, il y a formation d'ions fer II \(\ce{Fe^2+_{(aq)}}\) et consommation du fer métal.
✎ Qu'observez-vous ?
✎ Donner les noms et les formules des réactifs et des produits de la réaction. Si possible, écrire l'équation de la réaction.
✎ Sous quelle forme se présente "le cuivre" avant et après la transformation ?
Récapitulatif
✎ Compléter le schéma ci-dessous avec les noms et les formules des espèces chimiques qui contiennent l’élément cuivre.
