Réactions d`oxydo-réduction - pontonniers

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Réactions d’oxydo-réduction
ATTENTION : Aucune solution, aucun métal ne sera jeté à l’évier ; tous les déchets seront
récupérés dans le container « cations métalliques »
I.
II.
Tests d’identification de quelques cations métalliques :
Ions
Nom et formule
Formules
Couleur en
solution
Réactif
Observations
couleur du
précipité
Ion cuivre II
Cu2+
bleu
Soude
(Na++ OH-)
Précipité bleu
Ion fer II
Fe2+
Jaunâtre
Soude
Précipité vert
Ion fer III
Fe3+
orangée
Soude
Précipité rouille
Ion argent
Ag+
Incolore
Soude
Précipité brun
Réaction et
nom du composé formé
2

Cu aq
 2 OH aq

 CuOH 2 ( s )
2

Feaq
 2 OH aq

 FeOH 2 ( s )
3

Feaq
 3 OH aq

 FeOH 3 ( s )


Ag aq
 OH aq

 AgOH
(s )
Réaction entre les ions cuivre II et du métal fer :
1. Expérience :



2.
Mettre une spatule de poudre de métal fer dans un tube à essais
Ajouter environ 2mL de solution de sulfate de cuivre II
Agiter
Schéma et observations :
Solution bleue de
sulfate de cuivre II
Solution décolorée,
devenue légèrement
jaunâtre
Poudre de fer
Dépôt rouge
La solution s’est décolorée ; il s’est formé un dépôt rouge sur la poudre de fer.
3.
Analyse de la solution obtenue :
Récupérer un peu de solution dans un tube à essais et ajouter quelques gouttes d’hydroxyde de sodium
Décrire le résultat du test et l’interpréter.
2
Il apparaît un précipité vert d’hydroxyde de fer II.
Des ions ferII se sont formés au cours de la réaction précédente.
4.
Interprétations :
a.
Quelles sont les entités chimiques qui ont réagi au cours de la réaction entre le métal fer et la solution
de sulfate de cuivre ?
Il s’agit des atomes de fer Fe et des ions cuivre II Cu2+
b. Quels sont les produits formés ?
Il s’est formé du métal cuivre (dépôt rouge) et des ions fer II Fe2+
III.
1.
c.
Préciser ce qui est arrivé à l’élément cuivre au cours de la réaction
L’élément cuivre est passé de la forme d’ion Cu2+ à a forme d’atome Cu.
d.
Mêmes questions pour l’élément fer
L’élément fer est passé de la forme d’atome Fe à la forme d’ion Fe2+.
e.
Etablir l’équation de la réaction qui a eu lieu.
2
2
Cu aq
 Fe( s ) 
 Cu ( s )  Feaq
Réaction entre une solution de nitrate d’argent et du métal cuivre :
Expérience :



2.
Mettre une spatule de poudre de métal cuivre dans un tube à essais
Ajouter environ 2mL de solution de nitrate d’argent
Agiter
Schéma et observations
Solution incolore de
citrate d’argent
Solution devenue bleue
Morceau de
tournure de cuivre
Formation de paillettes
brillantes
Des paillettes brillantes apparaissent sur le morceau de métal cuivre. La solution devient bleue.
3.
Analyse de la solution obtenue :
Récupérer un peu de solution dans un tube à essais et ajouter quelques gouttes d’hydroxyde de sodium
Décrire le résultat du test et l’interpréter.
Il apparaît un précipité bleu d’hydroxyde de cuivre.
Des ions cuivre II Cu2+ se sont formés au cours de la réaction précédente.
4.
Interprétations :
3
a.
Quelles sont les entités chimiques qui ont réagi au cours de la réaction entre le métal cuivre et la
solution de nitrate d’argent ?
Atomes de cuivre Cu et ion argent Ag+
b. Quels sont les produits formés ?
Atomes d’argent Ag et ions cuivre II Cu2+
c.
Préciser ce qui est arrivé à l’élément cuivre au cours de la réaction
L’élément cuivre est passé de la forme atome Cu à la forme ion Cu2+.
d.
Mêmes questions pour l’élément argent.
L’élément argent est passé de la forme ion Ag+ à la forme atome Cu.
e.
Etablir l’équation de la réaction qui a eu lieu.

2
2 Ag aq
 Cu ( s ) 
 2 Ag ( s )  Cu aq
Réaction entre le métal fer et une solution d’ions fer III :
IV.
1.
Expérience :



2.
Mettre une spatule de poudre de métal fer dans un tube à essais
Ajouter environ 2mL de solution de sulfate de fer III.
Agiter
Schéma et observations
Solution orange de
sulfate de fer III
Solution décolorée,
devenue légèrement
jaunâtre
Poudre de fer
La solution s’est décolorée et est devenue légèrement jaunâtre.
3.
Analyse de la solution obtenue :
Récupérer un peu de solution dans un tube à essais et ajouter quelques gouttes d’hydroxyde de sodium
Décrire le résultat du test et l’interpréter.
Il apparaît un précipité vert d’hydroxyde de fer II.
Des ions fer II se sont formés au cours de la réaction précédente.
4.
Interprétations :
a.
Quelles sont les entités chimiques qui ont réagi au cours de la réaction entre le métal fer et la solution
de chlorure de fer III ?
Ions fer III Fe3+ et atomes de fer Fe
b. Quels sont les produits formés ?
Il se forme des ions fer II.
c.
Préciser ce qui est arrivé à l’élément fer au cours de la réaction
Les ions fer III et les atomes de fer se sont transformés en ions fer II.
4
d. Etablir l’équation de la réaction qui a eu lieu.
3
2
2Fe aq
 Fe( s ) 
 3 Fe aq
V.
Conclusions :
1. Quelques définitions :
On appelle oxydation une transformation chimique au cours de laquelle une entité perd des électrons.
Le « schéma » de cette transformation s’écrit :
X
=
Y
+
n e-
On appelle réduction une transformation chimique au cours de laquelle une entité gagne des électrons.
Le « schéma » de cette transformation s’écrit :
X
+
n e-
=
Y
L’entité chimique qui est responsable de l’oxydation est l’oxydant ; elle subit une réduction.
L’entité chimique qui est responsable de la réduction est le réducteur ; elle subit une oxydation.
2. Questions :
a.
Ecrire les réductions rencontrées dans les expériences réalisées :
Cu 2  2 e   Cu
Ag   e   Ag
Fe 3  e   Fe 2
b. Ecrire les oxydations rencontrées dans les expériences :
Fe  Fe 2  2 e 
Cu  Cu 2  2 e 
c.
Vérifier qu’une réduction s’accompagne toujours d’une oxydation et définir ce qu’est une réaction
d’oxydoréduction :
L’oxydation libère des électrons consommés lors de la réduction
Une réaction d’oxydoréduction est une réaction d’échange d’électrons
d. Parmi les éléments concernés par les réactions, certains ont subi une oxydation. Quel rôle ont-ils alors
joué dans la réaction ?
Les entités ayant subi une oxydation sont les réducteurs ; il s’agit de Fe, Cu, Fe2+
e.
Parmi les éléments concernés par les réactions, certains ont subi une réduction. Quel rôle ont-ils alors
joué dans la réaction ?
Les entités ayant subi une réduction sont les oxydants ; il s’agit de Cu2+, Fe2+, Ag+
f.
Les espèces oxydantes et réductrices d’un même élément forment un couple Ox/Red. Récapituler les
couples rencontrés dans les réactions étudiées et schématiser leur transformation
Cu 2  2 e   Cu
Cu2+/Cu
Fe2+/Fe
Fe 2  2 e   Fe
Ag+/Ag
Ag   e   Ag
Fe3+/Fe2+
Fe 3  e   Fe 2