T. P. de chimie








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titreT. P. de chimie
date de publication29.10.2016
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Cours physique - chimie 1ère

T.P. de chimie :

Les réactions d’oxydoréduction

OBJECTIF :

  • Mettre en évidence la caractéristique des réactions d’oxydo-réduction




1 . SUBSTANCES UTILISEES

Donne les formules :

  • Limaille et paille de fer : Fe(s)

  • Tournure de cuivre : Cu(s)

  • Solution d’hydroxyde de sodium (soude) : (Na+(aq) + OH-(aq))

  • Solution de sulfate de cuivre : (Cu2+(aq) + SO42-(aq))

  • Solution de nitrate d’argent : (Ag+(aq) + NO3-(aq))

  • Solution de sulfate de fer II : (Fe2+(aq) + SO42-(aq))

  • Solution de permanganate de potassium : (K+(aq) + MnO4-(aq))

  • Solution d’acide sulfurique (cation : ion hydrogène) : (2H+(aq) + SO42-(aq) )


2 . REACTIONS D’OXYDO-REDUCTION

Dans ce travail, les ions qui ont été spectateurs ne seront pas mentionnés

dans les équations de réaction

2 . 1 . Réaction entre le fer et les ions cuivre II

  • Placer un morceau de paille de fer dans un tube à essai.

  • Ajouter quelques mL de la solution de sulfate de cuivre II (la paille doit être immergée).

  • Observation de l’aspect de la paille de fer au bout de quelques minutes.

  • Prélever un peu de solution et effectuer un test à la soude.

Compte-rendu :

  • Schémas de l’expérience : état initial, état final.

Observations :

-La paille de fer se recouvre peu à peu d’un dépôt rougeâtre ;

-La coloration bleue des ions cuivre(II) disparaît peu à peu.

-Le test à la soude conduit à l’apparition d’un précipité verdâtre.



  • Quels sont les réactifs de la réaction qui s’est effectuée dans le tube à essai ?

Les réactifs sont :

Le fer(métal), Fe(s), et les ions cuivre(II), Cu2+(aq).


  • D’après les observations faites, quels sont les produits formés ?


Le dépôt rougeâtre sur la paille de fer est du cuivre (métal), Cu(s) .

Le précipité verdâtre est un précipité d’hydroxyde de fer(II), Fe(OH)2(s), caractéristique des ions fer(II), Fe2+(aq) .

Au cours de la réaction étudiée, il s’est donc également formé des ions fer(II), Fe2+(aq).

  • Proposer une équation pour cette réaction :


Fe(s) + Cu2+(aq) → Fe2+(aq) + Cu(s)
Interprétation: Fe(s) → Fe2+(aq) + 2 e

Cu2+(aq) + 2 e → Cu(s)

Additionnons membre à membre ces deux demi-équations :

Fe(s) + Cu2+(aq) → Fe2+(aq) + Cu(s)
2 . 2 . Réaction entre le cuivre et les ions argent

  • Introduire un morceau de tournure de cuivre dans un bécher contenant une solution de nitrate d’argent.

  • Observation. Il apparaît peu à peu une coloration bleue dans la solution

Il apparaît un dépôt grisâtre (sous forme de filament) sur la tournure de cuivre

Compte-rendu :

    • Quels sont les réactifs de la réaction qui s’est produite dans le bécher ?

Les réactifs sont le cuivre, Cu(s), et l’ion Ag+(aq) de la solution de nitrate d’argent.

D’après les observations faites, quels sont les produits formés ?

Les produits formés sont : l’ion cuivre II, Cu2+(aq) et l’argent, Ag(s)

Proposer une équation pour cette réaction :

Cu(s) + 2 Ag+(aq) → Cu2+(aq) + 2 Ag(s)

2 . 3 . Réaction entre les ions fer II et les ions permanganate

  • Verser environ 20mL de solution de sulfate de fer II dans un 1er bécher.

  • Verser environ 20 mL de solution de permanganate de potassium dans un 2ème bécher. Ajouter, avec précaution, environ 2mL de la solution d’acide sulfurique.

  • Verser doucement le contenu du bécher 2 dans le bécher 1.

  • Observation.

Lors de l’addition de la solution de permanganate de potassium, celle-ci se décolore au fur et à mesure.

Interprétation :

Les ions permanganate MnO4-(aq) se transforment en ions manganèse Mn2+(aq) , incolores.

Le mélange prend une teinte jaune-orangé


  • Préparer 2 tubes à essai, l’un contenant quelques mL de la solution de sulfate de fer II et l’autre contenant quelques mL de la solution obtenue après mélange.

  • Effectuer le test à la soude sur chacun des 2 tubes.

  • Observations.


Dans le tube contenant la solution de sulfate de fer(II), il apparaît un précipité verdâtre.

Dans le tube contenant la solution après mélange, il apparaît un précipité orangé (ou marron)

Interprétation :

le précipité verdâtre est de l’hydroxyde de fer(II) : Fe(OH)2(s)

Le précipité marron est un précipité d’hydroxyde de fer(III), Fe(OH)3(s),caractéristique de la présence d’ions fer(III), selon :

Fe3+(aq) + 3 OH-(aq) → Fe(OH)3(s)

  • Schémas de l’expérience : mélange des 2 béchers, tests à la soude.

  • Quels sont les réactifs engagés dans la réaction qui s’est produite dans le bécher 1 ?

Les réactifs sont :

L’ion permanganate MnO4-(aq) et l’ion fer(II) Fe2+(aq).

  • D’après les tests effectués, quels sont les produits de la réaction ?

L’ion manganèse Mn2+(aq) et l’ion fer(III) Fe3+(aq).

  • Proposer une équation pour cette réaction.

Deux couples sont mis en jeu :

MnO4-(aq) / Mn2+(aq) et Fe3+(aq) / Fe2+(aq)

Ecrivons les deux demi- équations :

Fe3+(aq) + e - = Fe2+(aq)

MnO4-(aq) + 5 e - + 8 H+(aq) = Mn2+(aq) + 4 H2O(l)
MnO4-(aq) + 5 e - + 8 H+(aq) → Mn2+(aq) + 4 H2O(l)

5X (Fe2+(aq) → Fe3+(aq) + e -)

En additionnant membre à membre:

MnO4-(aq) + 5 Fe2+(aq) + 8 H+(aq) → Mn2+(aq) + 5 Fe3+(aq) + 4 H2O(l)
3 . CONCLUSION

Toutes ces réactions ont mis en jeu le transfert de particules. Quelles sont-elles ?

Au cours de ces réactions, il y a transfert d’électrons.

Ces réactions sont appelées réactions d’oxydoréduction.

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