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Niveau troisième
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Un défi : Quel est ce produit ?

Posté par
latchtourist
08-03-14 à 16:42

Bonjour ! J'ai vraiment besoin d'aide, je comprends l'exercice mais aucune expérience ne me vient en tête, donc si quelqu'un avait la gentillesse de m'aider, surtout que je crois que c'est noté.

Azdine a préparé trois solutions pour réaliser des expériences, mais il a oublié de mettre les étiquettes sur les flacons. Il sait qu'il a préparé une solution de chlorure de sodium, une solution d'acide chlorhydrique et une solution de soude. Les trois solutions sont incolores.
Question :
Propose une méthode pour différencier les trois solutions et placer correctement chaque étiquette sur le flacon qui  lui correspond.
Coup de pouce : Connaitre le pH peut t'aider.

SC tache complexe
-Proposer une expérience
-Confronter le résultat obtenu au résultat attendu.

J'ai recherché dans mes cours, le pH de chaque solution, mais je ne trouve rien..
Merci d'avance et bonne journée !

Posté par
Lechatchimiste
re : Un défi : Quel est ce produit ? 08-03-14 à 19:09

Bonjour latchourist !

Alors que penses tu du pH d'une solution de chlorure de sodium (NaCl) (en gros de l'eau salée), de l'acide chlorhydrique HCl (une petite idée avec son nom ??? ) et de la soude NaOH (qui se décompose en ions sodium Na+ et ions hydroxyde OH-) ?

L'eau salée doit être neutre (pH = 7 environ) car on ne libère aucuns ions oxonium H+ responsables de l'acidité ou aucuns ions hydroxydes OH- responsables de la basicité (en chimie générale, hors chimie organique) !

Je t'ai donné les formules des deux autres composés : avec ces indications tu devrais comprendre.

Maintenant niveau expérience : il existe un test pour mettre en évidence le pH :
le test colorimétrique au papier pH : rouge si pH acide, bleu-vert si pH basique : ce test est qualitatif, on aura pas la valeur du pH mais sa grandeur
on peut utiliser une sonde pH-métrique également avec laquelle on aura le pH précis (test quantitatif)

Toutefois le test au pH ne permet pas de différencier 2 espèces acides ou deux espèces basiques avec précision, il faut procéder à d'autres test pour être sur et pour éviter cela toujours marquer sur ses béchers le contenu avec un marqueur indélébile !


Pour mettre en évidence HCl sans le pH, on peut faire une réaction chimique (mais cela détruit donc le HCl) !
Dans un tube à essais maintenu par une pince en bois, introduire à l'aide d'une spatule un peu de poudre de fer ajouter 2 mL d'une solution d'acide chlorhydrique assez concentrée.
Agiter puis approcher une alumette enflammée de l'ouverture du tube : on perçoit une petite détonation.
Ce test met en évidence le dihydrogène H2(g). H+ + Cl- + Fe = Fe2+ + H2(g)
Un test au nitrate d'argent permet de mettre en évidence les ions chlorure Cl- : on obtient un  précipité blanc qui noircit à la lumière.

Voilà ! As-tu compris ?

Posté par
Lechatchimiste
re : Un défi : Quel est ce produit ? 08-03-14 à 19:10

Il faut 2H+ + Cl- + Fe = Fe2+ + H2 + Cl-
désolée

Posté par
latchtourist
re : Un défi : Quel est ce produit ? 09-03-14 à 01:30

Je suis vraiment désolée, mais je n'ai compris que la moitié. Je n'ai pas beaucoup de connaissance en physique-chimie. Toutes les formules, ou je ne sais quoi, c'est un truc inconnu pour moi. Je suis désolée de te faire perdre du temps..

Ce que j'ai compris, c'est que le pH de la solution de chlorure de sodium est neutre car c'est de l'eau salée.
Le pH de l'acide chlorhydrique, est acide, donc son pH est inférieur à 7.
Ensuite, pour le pH de l'hydroxyde de sodium (soude), je n'ai pas compris. "qui se décompose en ions sodium Na+ et ions hydroxyde OH-" j'ai regardé dans mon cours et j'ai noté que l'hydroxyde (OH-) quand il était sur un papier pH, son pH est supérieur à 7. Donc est-ce que je dois comprendre que la soude est basique ?

Une sonde pH-métrique, est-ce que c'est identique au pH-mètre ?
Le problème c'est que si j'écris sur la feuille cette expérience de test colorimétrique, je ne peux y inscrire les résultats, non ? Justement je n'ai pas ça chez moi. Et notre prof, nous aurait jamais demander de faire un truc si ouf, enfin sauf si elle est sadique. On a jamais fait ce genre d'expérience en cours, et notre prof nous aurait jamais envoyé dans l'inconnu. Enfin c'est ce que je pense. En cours, on a fait un test d'ions, avec des réactifs. Justement ton test au nitrate d'argent, on la fait en cours, donc je crois que c'est une bonne piste à explorer. Après pour l'allumette enflammée, mmh ce n'est pas de mon niveau. :p Surtout "2H+ + Cl- + Fe = Fe2+ + H2 + Cl- ". Si je note ça sur ma feuille, elle va me demandée si je ne me suis pas fait aidée ou je ne sais quoi. Et je ne veux pas attirer l'attention, surtout que c'est vrai, je me fait vraiment aidée. Tu n'aurais pas autre chose de beaucoup plus simple ?

Pour l'acide chlorhydrique, j'ai compris, si je ne me trompe pas, qu'il attaque le fer ? Alors si je renverse un peu de chaque solution sur une partie du fer, et que j'observe. Est-ce que je trouverai qui est l'acide chlorhydrique ?

"les ions chlorure Cl-" appartienne à quelle solution ? au chlorure de sodium ? désolée si ma question est stupide. x) donc si c'est bien au chlorure de sodium qu'elle appartienne, je fais ton test au nitrate d'argent avec les 2 solutions restantes, et j'observe qui fait le précipité noir ?

Pour l'hydroxyde de sodium (soude), sa formule c'est bien OH- ? Donc d'après ce que j'ai noté en cours, son pH est supérieur à 7. Donc je dirai que j'ai mis une goutte de soude sur du papier pH et qu'ensuite grâce à mon imaginaire pH-mètre j'ai trouvé un résultat supérieur à 7.

Est-ce que je m'en sors bien ?

Posté par
Lechatchimiste
re : Un défi : Quel est ce produit ? 09-03-14 à 11:10


Citation :
Ce que j'ai compris, c'est que le pH de la solution de chlorure de sodium est neutre car c'est de l'eau salée.

Pas tout à fait ! Ce n'est pas parce que l'eau est salée qu'elle est neutre !
C'est parce que le cristal de sel NaCl (chlorure de calcium) se dissout dans l'eau sous forme d'ions : dans l'eau il est sous la forme Na+ (ion sodium) et Cl- (ion chlorure)
Or tu constates que ces ions rajoutés ne sont ni H+ ni HO-
Donc en diluant le chlorure de sodium tu ne fais pas varier le pH de la solution.
La solution est constituée à majorité d'eau qui est le solvant. Or on admet que le pH de l'eau est neutre.
Donc comme le chlorure de sodium ne fait pas varier le pH de la solution, celle-ci est neutre. CQFD

Citation :

Le pH de l'acide chlorhydrique, est acide, donc son pH est inférieur à 7.

Oui parce que l'acide chlorhydrique est un gaz dissout dans l'eau en réalité : de même que le sel on le retrouve dans l'eau sous forme ionique : HCl donne H+ + Cl- En rajoutant de l'acide chlorhydrique (en effectuant la dissolution du gaz) dans l'eau on ajoute des ions H+ donc on fait diminuer le pH : la solution est plus acide, avec un pH bien en-dessous de 7, plutôt vers 2-3




Citation :
Ensuite, pour le pH de l'hydroxyde de sodium (soude), je n'ai pas compris. "qui se décompose en ions sodium Na+ et ions hydroxyde OH-" j'ai regardé dans mon cours et j'ai noté que l'hydroxyde (OH-) quand il était sur un papier pH, son pH est supérieur à 7. Donc est-ce que je dois comprendre que la soude est basique ?

En réalité pour créer/préparer ta solution de soude tu as dissous une pastille d'hydroxyde de sodium sous forme de cristal NaOH : ce cristal apparait en solution sous forme ionique (encore une fois) Na+ et HO- Donc la soude ne correspond pas uniquement aux ions OH- mais bien aux ions OH- et Na+
La suite de ton raisonnement est bon : la solution comporte des ions hydroxydes OH- en plus grande quantité que les ions oxonium H+ (qui sont quasi inexistants) donc le pH est bien basique.



Citation :
Une sonde pH-métrique, est-ce que c'est identique au pH-mètre ?

Au niveau 3ème et plus globalement sur le principe/dans l'idée, c'est la même chose. Mais je ne peux pas employer le vocabulaire de ton cours car je ne l'ai pas sous les yeux !

Le test colorimétrique, c'est le test au papier pH : rouge si pH acide, vert si pH neutre, bleu si pH basique.
Seulement le test au papier pH ou la mesure au pH-mètre te permet uniquement de dire si ta solution est acide, neutre, ou basique. Mais si tu avais deux solutions acides comment les différencier ?

C'est là qu'interviennent les autres tests avec réactifs chimiques !
Citation :

Justement ton test au nitrate d'argent, on la fait en cours, donc je crois que c'est une bonne piste à explorer. Après pour l'allumette enflammée ...

Tu n'es pas obligé d'écrire l'équation de réaction. J'avoue que vos programme changent tout le temps (une année vu en 4ème, l'autre en seconde ...)
Concrêtement à quoi sert cette expérience ? L'acide attaque le fer et libère des ions Fe2+ (dont tu dois connaitre la couleur ...) et libère aussi du dihydrogène un gaz "explosif" d'où le petit "pop" lorsqu'on approche une allumette : on a bien produit du dihydrogène donc il y a bien des ions H+ en solution au départ.

En revanche si tu fais réagir la soude avec du fer, un précipité vert ou rouille va apparaître mais aucun "pop" à l'approche d'une allumette.

Citation :
"les ions chlorure Cl-" appartienne à quelle solution ? au chlorure de sodium ? désolée si ma question est stupide. x) donc si c'est bien au chlorure de sodium qu'elle appartienne, je fais ton test au nitrate d'argent avec les 2 solutions restantes, et j'observe qui fait le précipité noir ?

En théorie, vu que tu ne connais pas les solutions tu es censé faire les tests pour les 3 solutions à chaque fois.



Au final après les tests :

- si le pH est neutre, s'il n'y a pas de "pop" (explosion à l'approche d'une allumette) avec le fer, si aucun précipité avec le fer se forme et si un précipité blanc qui noircit à la lumière se forme : il s'agit de la solution de chlorure de sodium NaCl;

- si le pH est acide, s'il y a un "pop" (explosion à l'approche d'une allumette)avec le fer, si aucun précipité se forme avec le fer, et si un précipité blanc qui noircit à la lumière se forme : il s'agit de la solution d'acide chlorhydrique HCl;

- si le pH est basique, s'il n'y a pas un "pop" (explosion à l'approche d'une allumette)avec le fer, si un précipité se forme avec le fer, et s'il n'y a pas un précipité blanc qui noircit à la lumière se forme : il s'agit de la solution de soude NaOH;

Posté par
latchtourist
re : Un défi : Quel est ce produit ? 10-03-14 à 20:18

Grâce à ton aide, j'ai réussi à terminer mon dm, merci beaucoup ! Il ne me manque plus qu'à d'attendre une semaine pour le rendre et découvrir ma note.
D'ailleurs, pourquoi pour le test de fer, je n'aurai pas eu le droit de le tester avec le Fe3+ ?



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