Solution de diiode 0,1 mol. L








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date de publication26.01.2017
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Travaux Pratique CHIMIE n°2

SECURITE

CARACTERISTIQUES PHYSIQUES D’UNE ESPECE CHIMIQUE

APPLICATIONS




La rédaction du TP se fera sur feuilles annexes – attention à la clarté de votre document et au soin apporté aux schémas.

Matériels disponibles :


  • Elève :



  • 6 tubes à essai ( support )

  • 3 béchers de 100 mL

  • 2 éprouvettes graduées de 50 mL

  • ampoule à décanter






  • solution de diiode 0,1 mol.L-1

  • solution de sulfate de cuivre 0,2 mol.L-1

  • eau distillée

  • éthanol (alcool)

  • huile

  • sirop de menthe




  • Bureau :




  • 2 hottes

  • Spatules

  • Gants à disposition des élèves

  • Lunettes à disposition des élèves

  • Béchers

  • Eprouvettes graduée

  • Ampoule à décanter

  • Appareil de chauffage







  • Chlorure de sodium (sel de table)

  • Cristaux de diiode

  • Cristaux de sulfate de cuivre anhydre

  • Cyclohexane (hôte)

  • Heptane (hôte)

  • Dichlorométhane (hôte)

  • Eau distillée

  • éthanol (alcool)





Objectifs:


  • Les règles de sécurité en TP de Chimie : risques et précautions

  • Savoir reconnaître rapidement les informations de sécurité données sur les produits

  • Rappels des notions de solubilité, miscibilité et densité abordées en collège pour mieux comprendre l’extraction d’une substance.

  • Appliquer des protocoles simples

  • Application : extraction du diode par solvant (le cyclohexane)


I – La sécurité au laboratoire de chimie : (livre : page 364 et 365)

Pendant la diffusion du diaporama, prendre en note les points qui vous semblent importants :


………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

Observer les étiquettes des flacons de solvants ci-dessous.






Cyclohexane



F  Xn N
R : 11-38-50/53-65-67 S : 9-16-33-60-61-62
C6H12

M = 84,16 g/mol

T.éb : 80,7°C T.F. : 6,5°C

Densité : 0,78.




Ethanol



F Xn
R : 11-20-21-22 68 S : 7- 16-24-46
C2H5OH

M = 46,07 g/mol

T.éb : 78°C T.F. : -117°C

Densité : 0,79



Le dichlorométhane
A vous de le retrouver sous la hôte



1°- Noter la signification des pictogrammes présents sur ces trois étiquettes.

2°- A l’aide des documents vus, de votre livre et de ceux mis à votre disposition au bureau, rechercher la significations des codes R .. et S … indiqués sur les étiquettes.

3°- En déduire les précautions que vous devrez prendre pendant le TP avec ces produits.



II – Notion de solubilité : (livre : rappels du collège page 8)

2.1 - Dissolution du sel dans deux solvants différents :




Mettre dans deux tubes à essai, 3 mL d’eau et 3 mL d’alcool.




Ajouter dans chaque tube, la même quantité de sel ( une petite spatule ).

Boucher puis agiter chaque tube de la même façon .

Observer les deux tubes. Dans quel solvant la solubilité du sel est-elle la plus grande ?




2.2 - Dissolution du diiode dans deux solvants différents :




Mettre dans trois tubes à essai, 3 mL d’eau, 3 mL de cyclohexane et 3 mL d’eau chaude.

Ajouter dans chaque tube, la même quantité ( très très peu ) de diiode I2. Boucher puis agiter chaque tube de la même façon.




Observer les deux tubes.

  1. Faire un schéma des trois tubes après agitation.

  2. Dans quel solvant la solubilité du diiode est-elle la plus grande ?. Noter aussi les couleurs des différentes solutions de diiode.




  1. Vos observations correspondent-elles aux valeurs de la solubilité du diiode indiquées ci-dessous ?


solvant

eau

Eau chaude (à 50°C)

cyclohexane

Solubilité du diode en g.L-1

0,34

0,78

28


Cours : Dissolution d’un solide dans un solvant


Un solvant est un liquide dans lequel on peut dissoudre une espèce chimique.

On dit qu’une espèce chimique est soluble dans un solvant.

Exemple : le sel est soluble dans l’eau, il peut y être dissous.
Une solution est composée d’un liquide ( par exemple l’eau ) dans lequel est dissous un solide.

Exemple :une eau salée est une solution de sel.

On appelle soluté le solide dissous dans la solution.

Une solution aqueuse est une solution dont le solvant est l’eau.
La solubilité d’une espèce chimique dans un solvant donné est égale à la masse de cette espèce pouvant être dissoute

dans un litre de solvant.

Elle s’exprime en g.L-1.
Plus la solubilité est grande , plus l’espèce chimique se dissout facilement.
Remarque : la solubilité dépend de la température.

Saturation : une solution est saturée lorsqu’on ne peut plus y dissoudre de soluté.

  1. Quelle masse maximale de diiode peut-on dissoudre dans 1 Litre d’eau ?

  2. Même question pour le cyclohexane.

  3. Un laborantin souhaite dissoudre 40 g de diiode dans 1 litre d’eau.

Est-ce possible ? Qu’observe-t-il ?



III – Notion de miscibilité : (livre : rappels du collège page 8)

3.1 – le sirop de menthe :




Mettre dans deux tubes à essai 2cm de sirop de menthe. Ajouter dans le premier 2 cm d’eau et dans le suivant 2 cm de cyclohexane (sous la hotte).



Agiter, et laisser reposer.

 Faire un schéma légendé (mélange homogène , mélange hétérogène) des tubes à essai obtenus.

 Recopier et compléter le texte suivant :






L’eau forme avec le sirop de menthe un mélange ……………………. : l’eau et le sirop de menthe sont des liquides ……………………….. .
Avec le cyclohexane, le sirop de menthe forme un mélange ………………….. : le cyclohexane et le sirop de menthe sont des liquides …………………………………….. .



Cours : Solvants miscibles, phases

On dit que deux liquides sont miscibles ( ou non-miscibles ) , si leur mélange est homogène ( ou hétérogène ) . On dit aussi qu’un liquide est soluble dans un autre. ex : l’huile et le vinaigre ne sont pas miscibles. L’eau et le vinaigre sont miscibles .

Le mélange de deux liquides non-miscibles est composé de deux phases.

3.2 – Eau - cyclohexane :

Verser dans un tube à essai environ 2 mL d’eau puis 2 mL de cyclohexane.

Agiter, laisser reposer.

@

  1. Schématiser le mélange obtenu en fin d’expérience.

  2. L’eau et le cyclohexane sont-ils miscibles ? Le mélange est-il homogène ou hétérogène ? Combien de phases constituent ce mélange ?

  3. Lequel de deux liquides constitue la phase supérieure ? Pour répondre à cette question de façon certaine passer à la partie IV ou effectuer l’expérience de la goutte d’eau.


IV – Notion de densité :

Objectif : Déterminer du mélange lequel des deux liquides constitue la phase supérieure. Pour cela il faut connaître la densité des liquides.




4.1 – Acquérir la notion de densité :



Dans une première éprouvette graduée de 50 mL, on verse 10 mL d’eau. A l’aide de la balance, on pèse l’ensemble. On note la masse obtenue : meau = …..……..g.
Dans une seconde éprouvette graduée de 50 mL, on verse 10 mL de dichlorométhane (sous la hôte). On pèse et on note la masse obtenue : mCH3Cl = ……….g
Observation :……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… :………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Conclusion : ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………:………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Cours : Masse volumique et densité



Masse volumique ρ :

La masse volumique d’un corps notée ρ, indique sa masse pour un volume donné. Elle s’exprime en kg.m-3  ( SI )

o
Unités : masse en kg

Volume en m3

ρ en kg.m-3

Ou masse en g

Volume en cm3

ρ en g.cm-3
u en g.cm-3 .

ρ =
rappel : 1 dm3 = 1L / 1 cm3 = 1 mL ρ eau = 1,00 kg.dm-3 ou 1,00 g.cm-3
Densité d :

La densité d’un corps, notée d, est le rapport entre sa masse volumique et la masse volumique d’un corps de référence

( eau pour les liquide et air pour les gaz ).Une densité s’exprime sans unité.

Formule de la densité d’un liquide par rapport à l’eau : d = d eau = 1

Lorsqu’on réalise un mélange de deux liquides non-miscibles, le liquide le moins dense se trouve au-dessus ( phase supérieure ) .

4.2 – application et calculs :




 Calculer pour chacun des deux liquides leur densité :


deau = ...........

dCH3Cl = ………......

 Verser le dichlorométhane dans l’eau. Que constatez-vous ? Est-ce en accord avec vos mesures ? 

 Ajouter 10 mL d’heptane (sous la hôte). Faire un schéma légendé représentant l’expérience. Justifier la position de l’heptane par rapport aux deux autres liquides. Quel liquide constitue la phase supérieure dans le mélange heptane – dichlorométhane - eau.



V – Extraction à l’aide d’un solvant : en fin de TP ou en début du cours du vendredi
Questionnement : Peut-on utiliser la grande différence de solubilité du diiode dans le cyclohexane et dans l’eau pour l’extraire d’une solution aqueuse ?
Expérience réalisée par l’enseignant au bureau à l’aide d’une ampoule à décanter :

Initialement, le diiode (10mL de solution) est dissous dans l’eau. On ajoute 10 mL de cyclohexane. Lors de l’agitation, les deux phases sont mises en contact et le diiode, plus soluble dans le cyclohexane que dans l’eau, passe dans le cyclohexane.
Faire un schéma de cette expérience, en insistant sur les protocoles mis en jeu et sur les couleurs des solutions obtenues. Noter bien les précautions d’utilisation de l’ampoule à décanter.




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