Snc2D/snc2p réactions chimiques/Réactions chimiques Démonstration par l’enseignante ou l’enseignant – Arc-en-ciel : les acides et les bases
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SNC2D/SNC2P Réactions chimiques/Réactions chimiquesDémonstration par l’enseignante ou l’enseignant – Arc-en-ciel : les acides et les bases
Attentes particulièresSNC2DA1.1 Repérer un problème de nature scientifique, poser des questions s’y rattachant et formuler une hypothèse. A1.10 Tirer une conclusion et la justifier. C1.7 Reproduire une échelle de pH et montrer son utilisation dans la détermination de l’acidité des solutions. C2.6 Identifier, à partir d’expériences, les composantes d’une réaction de neutralisation (acide, base, sel et eau). [P, ER, AI, C] SNC2PA1.1 Repérer un problème de nature scientifique, poser des questions s’y rattachant et formuler une hypothèse. A1.10 Tirer une conclusion et la justifier. C1.6 Décrire, à partir d’observations, quelques propriétés d’acides, de bases et de sels couramment utilisés en laboratoire ou dans son quotidien. C1.7 Reproduire l’échelle de pH et expliquer son utilisation dans l’identification des acides et des bases. C1.9 Présenter des exemples courants de réactions de neutralisation entre un acide et une base et identifier les produits de la réaction dans chaque cas. IntroductionCette démonstration rapide est une illustration visuelle éloquente de l’utilisation d’indicateurs acide-base pour déterminer le pH. Le lait de magnésie est essentiellement une suspension formée d’hydroxyde de magnésium et d’eau. L’hydroxyde de magnésium est une base forte qui neutralise facilement l’acide chlorhydrique. L’indicateur universel est un mélange de plusieurs indicateurs acide-base. Les changements de couleur que subit l’indicateur pendant la réaction aident les élèves à observer les changements de pH qui se produisent pendant la neutralisation. Matériel
Consignes de sécuritéFournissez les fiches signalétiques de tous les produits chimiques utilisés. L’acide chlorhydrique est corrosif et poison. Évitez tout contact avec la peau ou les yeux. Le port de lunettes de protection, d’un tablier ou sarrau de laboratoire et de gants est recommandé durant la manipulation. En cas de contact, il faut immédiatement laver les mains et rincer les yeux. Les élèves ne doivent pas manipuler l’acide chlorhydrique. La solution d’indicateur universel est inflammable et doit être conservée dans un flacon compte-gouttes, loin des sources de chaleur et des flammes nues. Système d’identification des matières dangereuses(0-minime, 1-léger, 2-modéré, 3-sérieux, 4-sévère)
Marche à suivrePortez l’EPP approprié : lunettes anti-éclaboussures, sarrau ou tablier de laboratoire et gants de protection. Versez de 75 à 100 ml de lait de magnésie dans le bécher de 600 ml. Dites aux élèves que le lait de magnésie est une suspension formée d’hydroxyde de magnésium, Mg(OH)2(s) et d’eau. Prédire / Expliquer Dites aux élèves que vous allez ajouter un indicateur qui change de couleur selon le pH de la solution à laquelle il est ajouté. Demandez aux élèves de prédire ce qui arrivera au lait de magnésie lorsque vous ajouterez l’acide chlorhydrique et comment ils sauront que la réaction est en train de se produire. Les élèvent doivent justifier leur prédiction. Ajoutez de 3 à 5 gouttes d’indicateur universel et 200 ml d’eau froide au lait de magnésie. Placez le bécher sur la base de l’agitateur magnétique et mettez la barre d’agitation dans le bécher. Démarrez l’appareil à vitesse faible ou moyenne. Observer Ajoutez lentement des gouttes d’acide chlorhydrique jusqu’à ce que tout l’hydroxyde de magnésium contenu dans le lait de magnésie soit dissout. Laissez le temps aux élèves de noter leurs observations (assurez-vous qu’ils prennent des notes tout au long de la démonstration.) Expliquer Demandez aux élèves d’expliquer les changements visibles qu’ils ont observés. NettoyageVous pouvez utiliser du bicarbonate de sodium ou du carbonate de sodium pour neutraliser tout restant d’acide dans la solution finale avant de la jeter. Utilisez les méthodes d’élimination conformes au protocole du conseil scolaire et aux règles de votre municipalité. Qu’est-ce qui se produit?La solution initiale aura une teinte de bleu/violet. Lorsque l’acide est ajouté, la couleur passe à vert, à orange puis finalement à rouge, selon le volume et la concentration d’acide. Comment ça fonctionne?L’indicateur universel est un mélange de composés qui change de couleur à certains niveaux de pH. Lorsque l’hydroxyde de magnésium, une base, est neutralisé par l’acide chlorhydrique, le pH de la solution change. La couleur de l’indicateur change en réponse au pH de la solution, tel qu’illustré à la fig. 1. rouge orange jaune vert bleu violet pH et couleurs selon l’indicateur universel  Fig. 1 Échelle de couleurs de l’indicateur universel Le lait de magnésie contient de l’hydroxyde de magnésium, qui est une base forte au pH élevé (9-11). En raison de la faible solubilité de l’hydroxyde de magnésium, le terme gauche de l’équation qui représente la dissociation du Mg(OH)2 est beaucoup plus important : Mg(OH)2(s) ⇌ Mg2+(aq) + 2 OH–(aq) Par conséquent, la concentration d’ions d’hydroxyde libres dans la suspension est assez faible pour nous permettre de consommer la suspension sans danger. L’ajout d’un acide abaisse immédiatement le pH de la suspension à des valeurs plus acides, provoquant un changement de couleur de violet à orange. Lorsque chaque ajout d’acide est graduellement neutralisé, le pH de la suspension augmente, ce qui provoque plusieurs changements de couleur jusqu’au retour à la couleur violette initiale. La couleur verte que l’on voit parfois indique un pH de 7. Vous finirez par avoir ajouté assez d’acide pour consommer complètement tous les ions d’hydroxyde. À ce stade, la solution reste d’une couleur orangée en raison de l’excès d’ions d’hydrogène provenant de l’acide. Suggestions/conseils pour l’enseignante ou l’enseignant
Vous pouvez utiliser du vinaigre à la place de l’acide chlorhydrique. De plus grands volumes de vinaigre seront toutefois nécessaires parce que la concentration d’ions d’hydrogène est plus faible dans le vinaigre que dans la solution d’acide chlorhydrique suggérée. Lorsque la réaction est terminée, vous pouvez ajouter plus de lait de magnésie et utiliser la solution à nouveau pour une autre démonstration. Questions d’approfondissement possibles :
Prochaines étapesPrésentez d’autres indicateurs acide-base aux élèves, comme le jus de chou rouge et le jus de raisin. Ressources supplémentaires
Autre démonstration – Universal Indicator Rainbow : http://www.nuffieldfoundation.org/practical-chemistry/universal-indicator-rainbow (en anglais seulement) | |||||||||||||||||||||
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