Test de reconnaissance des ions - (Professeur)

Document du professeur 1/5
Niveau 3ème
Physique – Chimie
TESTS DE RECONNAISSANCE DE QUELQUES IONS
Programme
A - La chimie, science de la transformation de la matière
Connaissances
Capacités
TESTS DE RECONNAISSANCE DE QUELQUES IONS
Comment reconnaître la présence de certains ions en solution ?
Les formules des ions Na+, Cl-,
Réaliser les tests de
Cu2+, Fe2+ et Fe3+.
reconnaissance des ions Cl -,
Cu2+, Fe2+ et Fe3+.
Exemples d'activités
Recherche expérimentale de la
nature des ions Cl-, Cu2+, Fe2+ et
Fe3+ présents dans une solution
aqueuse.
Pré requis de l’élève
o L’élève sait ce qu’est un ion positif et un ion négatif ;
o L’élève connaît la notion de précipité (test du dioxyde de carbone vu en 5ème et en 4ème).
Mots clefs
o
o
o
o
o
Ion
Ion chlorure
Ion cuivre (II)
Ion fer (II)
Ion fer (III)
o
o
o
o
o
Nitrate d’argent
Précipité
Solution aqueuse
Soude
Test d’identification
Prévoir
Matériel
Poste élève
o Deux flacons compte-gouttes
o Des tubes à essais
o Une blouse
o Des lunettes de sécurité
Référence
06840
06622
01085 (femme)
01086 (homme)
12525
Consommables
Poste élève
o Eau distillée
o Soude (hydroxyde de sodium)
o Nitrate d’argent
o Chlorure de sodium*
o Chlorure de cuivre (II)
o Chlorure de zinc
o Chlorure de fer (II)
o Chlorure de fer (III)
Référence
01372980
01819980
01138060
01808980
01313100
01986250
01416100
01418125
* Il est possible de remplacer le chlorure de sodium par du sel de cuisine
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Document du professeur 2/5
Remarques, astuces
o Il est nécessaire de faire remarquer à l’élève le caractère dangereux de certaines solutions
signalé par un pictogramme de sécurité (thème de convergence : SECURITE) :
Solutions corrosives : nitrate d’argent ; chlorure de fer (II) ; chlorure de zinc ; soude ;
Solution nocive : chlorure de fer (III) ;
Solution toxique : chlorure de cuivre (II).
o Il faut habituer l’élève à utiliser très peu de réactif car, d’une part, certains réactifs coûtent
cher, en particulier nitrate d’argent et d’autre part, certains précipités tels ceux d’hydroxyde
de zinc ou d’hydroxyde d’aluminium se dissolvent dans un excès de réactif ;
o Le test de reconnaissance des ions zinc est proposé ici en activité 4 de façon « optionnelle »
car il intervient dans le chapitre relatif aux piles. Le professeur peut le faire réaliser »en
avant-première » lors de la mise en œuvre de cette fiche ou attendre d’aborder l’étude des
piles pour le faire réaliser « en situation » par les élèves.
o Pour l’activité 3, il est intéressant de donner aux élèves des solutions différentes : chlorure de
cuivre (II), chlorure de fer (II), chlorure de fer (III).
Prolongements
o Les ions sont largement utilisés en agriculture ou en jardinage :
- la bouillie bordelaise contenant du sulfate de cuivre (II) sert à
lutter contre le mildiou de la vigne ou la cloque du pêcher ;
- le sulfate de fer (II) détruit les mousses ;
- les engrais contiennent en proportions variables des ions
potassium, phosphates et nitrates qui apportent respectivement
les éléments potassium (K), phosphore (P) et azote (N).
o Les eaux minérales contiennent des ions chlorure,
sulfate, calcium, potassium, …. en proportions
variables : les élèves pourront comparer les
compositions de différentes eaux minérales à partir
d’étiquettes* distribuées ;
o En liaison avec le cours de SVT et dans le cadre d’un
thème de convergence relatif à la SANTE, les élèves
pourront effectuer une recherche sur les ions dans
l’alimentation et sur leur rôle dans l’organisme : ions
calcium, potassium, sodium, magnésium ainsi que les
oligo-éléments – ions fer (II), cuivre (II), zinc,
fluorure, iodure, or, argent, …* Bien que n’étant pas officiellement au programme, les mots « cation » et « anion » seront définis
car présents sur ces étiquettes.
Pistes d’évaluation
Expérimentales
Théoriques
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-
Respecter les consignes ;
Réaliser proprement les expériences ;
Porter une blouse et des lunettes de sécurité ;
Ranger le matériel.
Décrire les expériences réalisées ;
Ecrire les conclusions des activités 1 et 2 ;
Analyser la solution inconnue (activité 3).
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Nom :
Prénom :
Classe :
Date :
Physique – Chimie
TESTS DE RECONNAISSANCE DE QUELQUES IONS
Objectifs :
•
•
Identifier certains ions présents dans une solution aqueuse ;
Respecter des consignes expérimentales.
ACTIVITÉ 1 : Test de l’ion chlorure
1. Dans une solution aqueuse de chlorure de sodium, c'est-à-dire
d’eau salée ( !), verser quelques gouttes de nitrate d’argent.
Qu’observez-vous ?
Il apparaît un solide blanc dans la solution.
L’ion chlorure négatif, de formule Cl-, a réagi avec l’ion positif
argent de formule Ag+ pour former un solide insoluble dans la
solution appelé PRÉCIPITÉ.
2. Dans des solutions aqueuses de chlorure de zinc puis de
chorure de cuivre (II), verser quelques gouttes de nitrate d’argent.
Qu’observez-vous ?
On observe également la formation de précipités blancs
(Note pour le professeur : attention, avec le chlorure de cuivre (II)
le précipité blanc « surnage » !).
3. Exposer quelques minutes à la lumière un de ces précipités et
noter vos observations.
Le précipité blanc noircit peu à peu lorsqu’il est exposé à la
lumière.
L’ion chlorure Cl- donne un précipité blanc avec du nitrate d’argent. Ce
précipité noircit à la lumière.
ACTIVITÉ 2 : Tests d’ions positifs
1. L’ion cuivre (II), Cu2+
Observer une solution de chlorure de cuivre (II) dont quelques cm3 sont contenus dans un tube à
essais.
Quelle est la couleur de la solution ?
La solution est bleue.
Cette couleur est due à la présence d’ions cuivre (II), de formule Cu2+, les ions chlorure étant
incolores puisque l’eau salée qui en contient est incolore.
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Tests de reconnaissance des ions (page 3)
Document du professeur 4/5
Pour confirmer la présence de ces ions, ajouter quelques gouttes de soude dans la solution de
contenant des ions cuivre (II), Cu2+.
Qu’observe-t-on ?
Lorsqu’on verse de la soude dans une solution
contenant des ions cuivre (II), on observe la
formation d’un précipité.
Quelle est la couleur de ce précipité ?
Ce précipité est de couleur bleue.
2. L’ion fer (II), Fe2+
Ajouter quelques gouttes de soude à quelques cm3 d’une solution
de chlorure de fer (II) dont la teinte verdâtre est due à la présence
des ions fer (II), de formule Fe2+.
Qu’observe-t-on ?
Il se forme un précipité de couleur vert foncé.
3. L’ion fer (III), Fe3+
Ajouter quelques gouttes de soude à quelques cm3 d’une solution
jaune-marron de chlorure de fer (III) dont la couleur est due à la
présence des ions fer (III) de formule Fe3+.
Qu’observe-t-on ?
On observe un précipité de couleur rouille.
Certains ions positifs réagissent avec la soude en formant un précipité de couleur
- bleue lorsqu’il s’agit des ions cuivre (II) de formule Cu2+ ;
- vert foncé dans le cas des ions fer (II) de formule Fe2+ ;
- rouille pour les ions fer (III) de formule Fe3+.
ACTIVITÉ 3 : Identification d’une solution ionique inconnue
Vous disposez d’une solution inconnue X, de nitrate d’argent, de soude et de tubes à essais.
1. Quelle est la couleur de la solution X ?*
…………………………………………………………………..
Quels ions positifs peut-elle éventuellement contenir ? *
…..……………………………………………………………………………………………………
2. Réaliser les expériences nécessaires à l’identification des ions
positifs et négatifs présents dans votre solution.
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Tests de reconnaissance des ions (page 4)
Document du professeur 5/5
3. Annoter dans le cadre ci-dessous les schémas de ces expériences.
4. Conclusion
Quels sont les ions négatifs présents dans la solution X ? (indiquer leur nom et leur formule)
La solution contient des ions chlorure de formule Cl-.
Quels ions positifs contient la solution X ? (écrire leur nom et leur formule)*
………………………………………………………………………………………………………
Quel nom peut-on donner à la solution X ?*
………………………………………………………………………………………………………
RANGER LE MATÉRIEL
* Les observations et conclusions dépendent de la solution testée.
ACTIVITÉ 4 (optionnelle) : Test des ions zinc, Zn2+
Dans une solution aqueuse de chlorure de zinc, de formule
Zn2+ + 2 Cl-, ajouter avec précaution quelques gouttes de soude.
Qu’observez-vous ?
On observe un précipité de couleur blanche
Ajoutez de la soude en plus grande quantité en agitant légèrement
le tube à essais contenant le mélange réactionnel.
Après quelques ajouts, qu’observez-vous ?
Le précipité disparaît
Conclusion :
Les ions zinc, Zn2+, peuvent être mis en évidence par un ajout modéré de soude
dans la solution qui les contient. On obtient un précipité de couleur blanche
Si on ajoute trop de soude, le précipité disparaît.
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