les ions cuivre (II)

Correction du TP n°7
L’Univers
Première mission.
• Expérience :
Tube à essais
Acide nitrique
Tournure de cuivre
• Observations :
 On observe une effervescence(*) au
niveau du morceau de cuivre.
 La solution se colore en bleu.
 Le morceau
totalement.
de
cuivre
disparaît
 Un gaz roux apparait dans le tube à
essais.
(*)
: Une effervescence correspond à
un dégagement gazeux.
• Interprétation :
En effet le cuivre a totalement disparu.
l’élément cuivre s'est transformé ; il est
passé de la forme atomique solide Cu à
la forme ionique Cu2+ en solution : les
ions cuivre (II).
En effet l’apparition de la coloration
bleue de la solution est due à la
formation de l'ion cuivre (II).
Deuxième mission.
• Expérience :
Solution d’hydroxyde
de sodium (ou soude)
Solution d’ions cuivre (II)
• Observations :
 On observe la formation d’un précipité
de couleur bleue.
Un précipité est constitué de particules
solides en suspension dans un liquide.
• Interprétation :
l’élément cuivre s'est transformé : il est
passé de la forme ionique Cu2+ en
solution à la forme ionique combinée à
un autre ion pour former un solide bleu
clair appelé hydroxyde de cuivre (II) de
formule Cu(OH)2.
Troisième mission.
• Expérience :
Précipité d’hydroxyde
de cuivre (II)
Chauffage
• Observations :
 Le précipité initialement de couleur
bleue devient de couleur noire.
• Interprétation :
l'élément cuivre s'est transformé : il est
passé de la forme ionique solide
combinée à un autre ion dans
l’hydroxyde de cuivre (II) Cu(OH)2, à la
forme ionique solide combinée à un
autre ion dans l’oxyde de cuivre (II) CuO.
Quatrième mission.
• Expérience :
Acide chlorhydrique
Précipité d’oxyde de
cuivre (II)
• Observations :
 Le précipité disparait.
 La solution finale est bleue claire.
• Interprétation :
En effet le précipité a totalement disparu.
l'élément cuivre s'est transformé : il est
passé de la forme ionique solide
combinée à un autre ion dans l’oxyde de
cuivre (II) CuO, à la forme ionique en
solution Cu2+ : les ions cuivre (II).
La coloration bleue de la solution
est due aux ions cuivre (II).
Cinquième mission.
• Expérience :
Clou en fer
Solution d’ions cuivre (II)
• Observations :
 La partie immergée du clou se
recouvre d’un solide de couleur
orangé.
 La solution finale est plus claire.
• Interprétation :
En effet la solution devient plus claire,
donc les ions cuivre (II) disparaissent.
l'élément cuivre s'est transformé : il est
passé de la forme ionique en solution
Cu2+ : les ions cuivre (II) à la forme
solide atomique métallique Cu.
La coloration orangée de la solution
est due aux atomes de cuivre.
D. Conclusion.
Diagramme sur l'élément cuivre
Action de
l’acide nitrique
Cu
Action de
la soude
Action du fer
Cu2+
Cu2+
Diagramme de
transformation de
l'élément cuivre
Action de l’acide
chlorhydrique
Cu(OH)2
Chauffage
CuO
Peut-on récupérer le cuivre de ces
cartes électroniques destinées à
être recyclées ?
« Comme l’élément cuivre ne disparaît pas
mais se transforme on peut le recycler.
Ainsi on pourrait récupérer le cuivre
présent dans les cartes électroniques en
suivant
toutes
les
étapes
des
expériences. »
« Après ces expériences nous en avons
conclu que nous pouvons transformer
une espèce chimique de cuivre en une
autre espèce chimique du cuivre et nous
pouvons revenir après ces expériences à
l’espèce de départ.
Donc le cuivre des cartes électroniques peutêtre transformé en une autre espèce chimique
du cuivre.
Donc on peut récupérer le cuivre des cartes
électroniques. »
E. Compléments.
Particules du
noyau de l’atome
Nom
Atome de cuivre
Ion cuivre (II)
Formule
Cu
Cu2+
29
29
63
63
63 – 29 = 34
34
29
29 – 2 = 27
(autant que de protons)
À cause de la charge 2+
Nombre de
protons
Nombre de
nucléons
Nombre de
neutrons
Nombre
d'électrons
E. Compléments.
Particules du nuage
électronique de l’atome
Nom
Atome de cuivre
Ion cuivre (II)
Formule
Cu
Cu2+
29
29
63
63
63 – 29 = 34
34
29
29 – 2 = 27
Nombre de
protons
Nombre de
nucléons
Nombre de
neutrons
Nombre
d'électrons
(autant que de protons)
 Pourquoi l'atome de cuivre et l'ion cuivre (II)
font-ils parti du même élément chimique ?
Parce qu’ils ont le même nombre de protons.
 Citer les différentes parties d'un atome ou d'un
ion et leurs particules constitutives.
Dans un atome on trouve :
 au centre le noyau constitué de
nucléons, c’est-à-dire de protons et de
neutrons ;
 À la périphérie le nuage électronique
constitués d’électrons.
Action du dioxygène sur le métal cuivre
• Expérience :
Tournure
de cuivre
Virole
commandant
l'arrivée d'air
Cheminée
Robinet
commandant
l'arrivée de gaz
• Observations :
 Au début du chauffage la flamme est
verte, alors qu'avant introduction de la
tournure de cuivre, elle est bleue.
 Le cuivre se liquéfie sur certaine partie et
passe de la couleur rouge, puis orange,
voir blanche et devient alors très brillant.
 Le cuivre se recouvre d'une couche noire
terne, alors que le cuivre métallique est
orangé et brillant.
 Lorsque l'on gratte la couche noire,
on retrouve en dessous l'aspect du
cuivre initial.
• Interprétation :
l'élément cuivre s'est transformé : il est
passé de la forme atomique en solide à
la forme ionique combinée à un autre ion
pour former un solide noir appelé oxyde
de cuivre (II).
La couleur prise par le cuivre au cours du
chauffage fait penser que son spectre
s’enrichit
des
couleurs
de
courtes
longueurs d’onde, c’est-à-dire bleues
violettes.
La température atteinte lors du
chauffage est supérieure à 1084°C
par endroit car le cuivre se liquéfie.
Conclusion sur la notion d'élément
Malgré des aspects macroscopiques
différents
des
espèces
chimiques
rencontrées,
il
y
a
des
entités
microscopiques qui restent inchangées ;
donc
au
cours
des
différentes
transformations chimiques l’élément cuivre
s’est conservé.
L’élément cuivre est la partie commune à tous
les corps qui le contiennent.
Un élément est représenté par son
symbole (Cu pour le cuivre, O pour
l’oxygène,..).