Inscription / Connexion Nouveau Sujet
L’expérience de la bouteille bleue
Bonjour vous pouvez m'aider svp
La démonstration de la bouteille bleue est un classique des
spectacles de magie… et des expériences de chimie ! Une bouteille
transparente contient un liquide incolore. Le magicien l'agite, et son
contenu prend alors une couleur bleue violacée intense. En une minute
(pendant laquelle le magicien cache la bouteille et détourne l'attention
du public), le liquide redevient incolore, et le magicien peut alors exhiber
la bouteille à nouveau incolore. La démonstration peut être reproduite
plusieurs fois avec la même bouteille. Chimiquement, le liquide est une solution aqueuse contenant de l'hydroxyde de sodium, du glucose, et du bleu de méthylène (* voir la recette de la préparation de cette solution ci-contre)
Ce dernier (le bleu de méthylène) existe sous deux formes qui seront notées B+
et BH et qui sont respectivement l'oxydant (de couleur bleue) et le réducteur (incolore) du même couple redox. Toutes les autres espèces chimiques considérées sont incolores.
Le tour de magie s'explique par la succession de deux transformations chimiques.
Préparation du mélange réactionnel de la bouteille bleue
* Une "recette" possible pour la bouteille bleue est la suivante :
Produits et matériel :
- Une solution de bleue de méthylène (0,25 g dans 1 L d'eau) ;
- La soude, de formule Na+
(aq) + HO-
(aq) qui rend le milieu basique ;
- Une solution de glucose, de formule C6H12O6 (aq) qui agit comme réducteur ;
- Un erlenmeyer de 250 mL muni d'un bouchon de caoutchouc
Mode opératoire
- Dissoudre 3,2 g d'hydroxyde de sodium NaOH (s) dans 250 mL d'eau, refroidir ;
- Dissoudre 4,0 g de glucose C6H12O6 (s) dans la solution obtenue ;
- Ajouter quelques millilitres de solution de bleu de méthylène ;
- Boucher et attendre ;
- Agiter le flacon et attendre ;
- Observer.
1) Rappeler les définitions d'un oxydant, d'un réducteur et d'un couple redox.
2) Quelle est la couleur absorbée par la forme oxydée B+
(aq) du bleu de méthylène ? La forme réduite
BH(aq) est incolore. Expliquer pourquoi.
3) Écrire la demi-équation électronique du couple redox du bleu de méthylène (en milieu acide ou
neutre).
4) Étude de la première transformation.
Au cours de l'agitation de la bouteille, un peu de dioxygène gazeux contenu dans l'air emprisonné
dans la bouteille se dissout dans la solution. Là, il (le dioxygène) oxyde la forme réduite BH du bleu
de méthylène.
a) A quoi sert l'agitation de la bouteille ?
b) Le couple oxydant/réducteur impliqué dans cette oxydation est O2(aq)/H2O(l). Écrire sa demiéquation électronique (en milieu acide ou neutre).
c) En déduire l'équation de la réaction chimique d'oxydoréduction (en milieu acide ou neutre).
d) Cependant, la réaction se déroule en milieu basique. Justifier cette affirmation.
e) En déduire l'écriture de l'équation de la réaction chimique en milieu basique qui est responsable
de la transformation et justifier le changement de couleur observée lors de l'agitation.
f) Que peut-on dire de la vitesse de cette première transformation?
5) Étude de la seconde transformation
La bouteille est laissée au repos et on observe la décoloration progressive de la solution due à une
seconde transformation : Comme il n'y a plus de dioxygène dissous dans la solution, le glucose
C6H12O6(aq) réduit alors le bleu de méthylène oxydé par la première transformation. Il se forme des
ions gluconate C6H11O7
-
(aq) et la forme réduite BH(aq) du bleu de méthylène.
a) Quel est le couple oxydant/réducteur impliqué dans la réaction avec le bleu de méthylène,
dans cette transformation ?
b) Écrire la demi-équation électronique de ce couple.
c) En déduire l'écriture de l'équation de la réaction chimique en milieu basique qui est
responsable de la transformation et justifier la décoloration de la solution après avoir été
mise au repos.
d) Déterminer la composition initiale du mélange réactionnel en sachant qu'une quantité de
1,2 millimoles de bleu de méthylène a été introduite sous sa forme oxydante B+
.
e) Dresser un tableau d'avancement de cette réaction, déterminer le réactif limitant et
l'avancement maximal xmax. Commenter le résultat.
f) Que peut-on dire de la vitesse de cette deuxième transformation à température ambiante ?
6) Etude après plusieurs transformations
a) Après plusieurs agitations, la recoloration bleue ne se produit plus. Expliquer pourquoi.
b) En expliquant concrètement le raisonnement, déterminer le réactif qui limite la recoloration de la
solution après plusieurs transformations.
7) Conservation de la bouteille magique
Le magicien conserve sa bouteille magique au réfrigérateur. Pourquoi demande-t-il à son assistante de
sortir la bouteille du réfrigérateur plusieurs heures avant le spectacle ?
la FAQ du forum
moteur de recherche
page de choix du forum
fiches du site
1) oxydant subit alors une réduction, c'est-à-dire qu'il gagne des électrons. Le réducteur, quant à lui, subit une oxydation en perdant des électrons.
2. Le B+ étant de couleur bleue, la couleur la mieux absorbé est donc la couleur complémentaire du bleu, c'est à dire le jaune.
3. (B+) +( H+) + 2e- = BH
4 a. Le bleu de méthylène est réduit par le glucose puis est régénéré par le dioxygène dissous lors de l'agitation.
4.b O2 + (4H+) + 4e- = 2H2O
et du coup avant le dioxygène était solide
Du coup ? quel coup ?
Le magicien fait son tour à température ambiante et le dioxygène est évidemment gazeux.
La bouteille est fermée, elle contient en plus de la phase liquide de l'air qui lui même contient du dioxygène.
L'agitation favorise le contact entre ce dioxygène et le liquide favorisant ainsi sa dissolution.
4c)
Attention !
Tes équations électroniques sont toutes les deux des oxydations ce qui est évidemment impossible !
Lis l'énoncé.
Il indique clairement quels sont les réactifs.
A l'aide de tes 1/2 équations (correctement écrites) tu en déduis les produits et ensuite tu pourras écrire l'équation bilan de cette réaction
4d) Non
La réponse est dans l'énoncé. Il faut le lire attentivement.
Attention , j'ai fait une erreur d'étourderie en écrivant que :
Tes équations électroniques sont toutes les deux des oxydations
Je corrige :
Tes équations électroniques sont toutes les deux des réductions
La suite est la même.
Deux réductions simultanées ne sont pas possibles.
L'une des demies équation doit être une oxydation, l'autre une réduction.
4.c (B+) +( H+) + 2e- = BH je sais qu'il y a celle la. Mais je ne sais pas calculer les produits
4.d "HO- (aq) rend le milieu basique" ( est-ce que cela suffit pour justifier)
4.c) L'énoncé indique que ( je cite)
Un peu de dioxygène gazeux (...) oxyde la forme réduite BH du bleu de méthylène.
Les réactifs sont donc O2 et BH .
Les produits sont les formes conjuguées des réactifs soit H2O et B+
Les 1/2 équations correctement écrites sont :
BH = B+ +H+ + 2e- qui est une oxydation (électrons à droite du signe " = " )
et
O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O qui est une réduction. (électrons à gauche du signe " = "
Il te reste à rapprocher ces deux 1/2 équations pour répondre à la question posée
4.d)
Oui, en introduisant "3,2 g d'hydroxyde de sodium NaOH (s)" on introduit des ions HO- ce qui rend le milieu basique
C'est presque bon.
Il reste seulement à éliminer 2H+ de part et d'autre du signe " = " :
2BH + O2 + 2H+ = 2B+ + 2H2O
Ici, compte tenu de la présence des ions H+, le milieu est acide.
C'est d'abord en milieu acide et après à cause de l'ion HO- c'est en milieu basique
4.e En milieu basique , on a le couple rédox O2 / HO-, la demi-équation qui se produit est :
O2 + 2 H2O + 4 e- = 4 HO-
La vitesse de réaction est très rapide
4.e)
Pour répondre à une question, il faut d'abord la lire :
On ne te demande pas de modifier à ta guise un des couples rédox pour écrire une 1/2 équation, mais on te demande (je cite) "l'équation de la réaction chimique en milieu basique " et (je cite encore) "justifier le changement de couleur observée lors de l'agitation. "
4.f) Ce n'est pas la vitesse qui est rapide, c'est la réaction.
Sans justification, ta réponse (qui est exacte) n'a aucune valeur.
4.e 2BH + O2 = 2B+ + 2H2O
C'est l'ion B+, la forme oxydée du bleu de méthylène qui donne la couleur bleue.
4.f La réaction est rapide, car la forme réduite BH(aq), incolore, est immédiatement oxydée en B+(aq) qui colore à nouveau la solution.
4.e)
Non : Ton équation n'est même pas équilibrée ! ! !
Il existe une technique (qui s'apprend et ne s'invente pas) pour passer de la réaction en milieu acide déjà obtenue :
2BH + O2 + 2H+ = 2B+ + 2H2O
à la réaction en milieu basique.
Oui, l'espèce incolore BH est remplacée par l'espèce B+ qui est colorée en bleu.
4f) As tu déjà eu l'occasion d'assister à une démonstration de "bouteille bleue " ?
4.e
OK, je t'explique la technique :
Tu pars de l'équation en milieu acide : 2BH + O2 + 2H+ = 2B+ + 2H2O
a) Tu remplaces les ions H+ par autant de molécules d'eau.
b) Pour rétablir l'équilibre de l'équation bilan tu ajoutes de l'autre côté autant d'ions HO- que nécessaire.
c) S'il y a lieu, tu simplifies l'équation obtenue en éliminant les espèces qui figurent de manière équivalente des deux côtés.
Je te laisse proposer une réponse.
4.f
Tu as donc pu constater que le passage de la teinte incolore à la teinte bleue est presque immédiat : La réaction est rapide.
4.e : Non, tu as fait un peu n'importe quoi ....
a) Tu n'as pas remplacé les ions H+ par des molécules d'eau
b) Tu as inventé des espèces (HO, HO2) qui n'existent pas
Pourquoi ne pas suivre tout simplement mes indications ?
4.e)
Tu sembles ne pas m'avoir compris :
Tu pars de l'équation en milieu acide :
2BH + O2 + 2H+ = 2B+ + 2H2O
a) Tu remplaces les ions H+ par autant de molécules d'eau.
2BH + O2 + 2H2O = 2B+ + 2H2O
b) Pour rétablir l'équilibre de l'équation bilan tu ajoutes de l'autre côté autant d'ions HO- que nécessaire.
2BH + O2 + 2H2O = 2B+ + 2H2O + 2HO-
c) S'il y a lieu, tu simplifies l'équation obtenue en éliminant les espèces qui figurent de manière équivalente des deux côtés.
2BH + O2 = 2B+ + 2 HO-
5.a)
Un ion est une espèce chargée électriquement.
La formule de l'ion gluconate ne peut donc pas être C6H11O7
Revois ton énoncé.
5a)
C'est presque exact.
Par convention dans un couple Oxydant réducteur on respecte l'ordre suivant :
Oxydant en premier, réducteur en second
La réponse est C6H11O7- / C6H12O6
5b) Ta 1/2 équation n'est pas équilibrée du point de vue électrique :
Tu as 2 charges négatives côté réactifs et (3-1) = 2 charges positives côté produits.
5.c ( B+) +( H+) + 2e- = BH
C6H1206+H2O= C6H11O7- +3H+ +2e-
La décoloration est du au fait que le glucose consomme l'oxygène
5b)
Presque ....
En toute rigueur il faut écrire cette 1/2 équation dans l'autre sens puisque par convention l'oxydant est nommé en premier : C6H11O7- +3H+ +2e- = C6H1206+H2O
5c)
Tes deux demi-équations sont exactes.
Toutefois tu n'as pas terminé car tu n'as pas répondu à la question telle qu'elle est posée (lire la question avant d'y répondre .... )
Ton explication sur la décoloration ..... n'explique rien !
De plus l'énoncé ( le lire, le relire, puis le lire à nouveau ) demande une déduction à partir de la première partie de cette question
5.c C6H11O7- +4H+ + B+ +3e-= C6H1206+H2O+ BH+
C'est le glucose qui réduit l'ion B+ , donc une réaction lente.
Non.
Si on lit l'énoncé on y trouve (je cite) :
le glucose C6H12O6(aq) réduit alors le bleu de méthylène oxydé par la première transformation. Il se forme des ions gluconate C6H11O7-
Le glucose et le bleu de méthylène oxydé sont donc les réactifs tandis que les ions gluconate font partie de produits.
Autrement dit : Ton équation est écrite à l'envers !
Autres erreurs :
1 ) Tu as introduit l'espèce BH+ à la place de BH (Simple faute de frappe ? Je ne sais pas.)
2) Ton équation contient encore des électrons : Impossible car tous les électrons cédés par le réducteur sont captés par l'oxydant.
3) Tu n'as pas tenu compte que l'énoncé ( le liras tu enfin ? ) impose un milieu basique.
Conseils
Rectifie le sens de correct de l'équation, profite en pour corriger les erreurs 1 et 2. Tu obtiendras alors l'équation telle qu'elle serait en milieu acide.
Cela fait, utilise la technique décrite le 22-01-21 à 19:24 pour passer du milieu acide au milieu basique.
C6H1206+H2O+( B+) +( H+) = C6H11O7- +3H+ + BH ( en milieu acide)
C6H1206+H2O+( B+) +H20= C6H11O7- +3H+ + BH+ OH- ( milieu basique)
On avance, mais on y est pas encore :
Milieu acide :
Je termine ton travail en éliminant un ion H+ de chaque côté
C6H1206 + H2O + B+ = C6H11O7- + 2H+ + BH
En revanche ton passage en milieu basique est faux.
Il reste des ions H+ ce qui n'est pas normal en milieu basique
Voir si besoin est : 22-01-21 à 19:24 et 22-01-21 à 22:54
5.d) je n'ai pas compris ce qu'il faut faire
e)
f) La transformation à une température ambiante est lente
6.a) c'est parce qu'il y a plus d'oxygène dans la bouteille
6.b) Le réactif limitant est donc le dioxygène (il suffit d'ouvrir le flacon après chaque agitation pour le renouveler)
7) C'est pour ralentir la vitesse de réaction, et donc il baisse la température
5c)
Encore faux !
Reprenons :
A partir de C6H1206 + H2O + B+ = C6H11O7- + 2H+ + BH
a) Tu remplaces les ions H+ par autant de molécules d'eau.
Et ... pour l'instant tu ne fais rien d'autre !
Super !
b) Pour rétablir l'équilibre de l'équation bilan tu ajoutes de l'autre côté autant d'ions HO- que nécessaire.
Et ... pour l'instant tu ne fais rien d'autre !
Re-super 
c) Tu simplifies l'équation obtenue en éliminant les espèces qui figurent de manière équivalente des deux côtés.
Cette fois c'est bon !
Finalement il suffisait de suivre mes indications.
Pour justifier le changement de couleur, il suffit de regarder l'équation bilan obtenue.
On constate que l'espèce colorée B+ qui est un réactif est remplacée par BH qui est incolore.
5.d M(C6 H12 O6) =6X12+12X1+ 6X16=180g
n=m/M = 4/180=0,2
e.
f) La transformation à une température ambiante est lente
6.a) c'est parce qu'il y a plus d'oxygène dans la bouteille
6.b) Le réactif limitant est donc le dioxygène (il suffit d'ouvrir le flacon après chaque agitation pour le renouveler)
7) la vitesse de réaction, dépend la température. Il l enleve pour que se soit à température ambiante
C'est bon, j'ai retrouvé tes "autre réponses"
5d) Ce qu'il faut faire ?
L'énoncé le dit : Trouver la composition du mélange initial, c'est à dire les quantités de matière des différents réactifs avant que la réaction ne commence.
Remarque : Sur un long sujet comme celui ci je traite les questions et sous questions les unes après les autres.
Tant qu'une question n'est pas terminée, il est inutile de proposer des réponses aux questions suivantes : Je ne m'en occuperai pas.
5d)
Combien y a t'il de réactifs ?
Il te faut donner les quantités de matière de chacun d'eux.
Ta réponse concernant le glucose n'est pas clairement justifiée et n'a même pas d'unité: Elle n'a aucune valeur
Annuler
connectez vous