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TP de Chimie Ménérale:recherche des anions 123410

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TP de Chimie Ménérale:recherche des anions

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مُساهمة من طرف BIG KING الأربعاء مايو 11, 2011 10:35 am

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TP de Chimie Ménérale:recherche des anions
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I. Recherche de carbonates CO32-.

Une solution qui contient des anions carbonates a une
réaction basique ou neutre. Les carbonates en solution (des
carbonates alcalins, en raison de l' insolubilité des autres) sont
caractérisés par leur déplacement sous forme de dioxyde
de carbone CO2, grâce à un acide fort tel l' acide
sulfurique.

On met en évidence le dégagement de dioxyde
de carbone par le trouble qu' il produit avec l' hydroxyde de calcium,
alias eau de chaux.

Remarque préliminaire: la présence de sulfites,
SO32-, dans la solution peut gêner l' identification
des anions carbonate car le dioxyde de soufre SO2 produit lors
de l' action d' un acide fort sur le milieu réactionnel peut conduire
à un précipité blanc de sulfite de calcium CaSO3.
Il convient d' éliminer toute trace de sulfite en traitant le milieu
réactionnel par un oxydant tel que l' eau oxygénée,
afin de transformer les anions sulfite SO32- en anions
sulfate SO42-.
Expérience:

Mettre environ 1 mL de solution de carbonate dans un
tube à essais et ajouter quelques gouttes d' acide sulfurique 3M.

Constater le dégagement gazeux.

Adapter à l' extrémité du tube à
essais un tube à dégagement plongeant dans un second tube
à essais contenant une solution aqueuse d' hydroxyde de calcium
limpide.

Noter le trouble qui apparaît en chauffant le premier
tube à essais.

Quelle est la nature du trouble formé?

Ce trouble est-il soluble dans un excès de dioxyde
de carbone? Que se passe t-il alors si le trouble se dissout?

On donne les couples acidobasiques du dioxyde de carbone
CO2 en solution aqueuse:

CO2,H2O/HCO3-:
6.4.

HCO3-/CO32-:
10.3.



II. Recherche de nitrites NO2-.

Les anions nitrites sont caractérisés par
le réactif de GRIESS, à savoir un mélange d' acide
sulfurique et d' alpha naphtyl amine.

On fabrique in situ l' acide nitreux, HNO2,
lequel donne une réaction de diazotation (voir cours de chimie organique,
réaction
des amines primaires
) en milieu acide acétique.
Expérience:

Mettre quelques gouttes de solution de nitrite dans un
tube à essais. Acidifier par quelques gouttes d' acide acétique
jusqu' à un pH de 3-4. Verser ensuite quelques gouttes de réactif

de GRIESS le long de la paroi du tube à essais
que l' on tiendra incliné. Ne pas agiter. Constater la coloration
rouge qui apparaît.
Remarque: si l' on veut se débarrasser de la présence
de nitrites dans une solution on sature cette dernière avec du chlorure
d' ammonium NH4Cl et il se produit alors la réaction:
NO2- + NH4+TP de Chimie Ménérale:recherche des anions IflecheN2
+ 2H2O

III. Recherche de nitrates NO3-.
Le grand problème des nitrates est qu' ils sont
tous solubles. Il faut donc les transformer en nitrites afin de les détecter.

Ils sont caractérisés sous forme de nitrites
après réduction par le zinc en poudre en milieu acétique.
On reprend ensuite la manipulation des nitrites.


IV. Recherche des phosphates
PO43-.


On fera réagir le réactif molybdique: ce
réactif est une solution de molybdate d' ammonium (NH4)2MoO4,
dans de l' acide nitrique 6M, qui donne à chaud, avec un phosphate,
un précipité jaune de phosphomolybdate d' ammonium (NH4)3PO4(MoO3)2.
Expérience:

Verser 1 mL de solution de phosphate dans un tube à
essais. Ajouter 10 gouttes d' acide nitrique 15M. Dans un autre tube verser
1 mL de réactif molybdique. Faire tiédir le réactif
et ajouter quelques gouttes de la solution acidifiée contenant le
phosphate.

Constater la précipitation du phosphomolybdate
d' ammonium.
Remarque: action du nitrate d' argent AgNO3.

Ce sel donne avec les anions phosphate un précipité
jaune, soluble dans l' acide nitrique et la soude, de phosphate de triargent
Ag3PO4.
Expérience:

Vérifier la précipitation du phosphate
de (tri)argent et sa dissolution dans l' acide nitrique 1M.

V. Recherche de sulfites SO32-.

On les caractérise sous la forme de dioxyde de
soufre SO2 après déplacement des sels par un acide
fort tel que l' acide sulfurique. Le dégagement de dioxyde de soufre
est caractérisé par la décoloration d' une solution
aqueuse peu concentrée de permanganate de potassium acidifiée
par de l' acide sulfurique.

On met ainsi en évidence les propriétés
oxydoréductrices du dioxyde de soufre.

On utilisera les potentiels normaux suivants:

E° MnO4-/Mn2+: 1.51V.

E° SO42-/SO2: 0.20V.


Expérience:

Mettre 1 mL de solution de sulfite dans un tube à
essais et ajouter quelques gouttes d' acide sulfurique 3M. Constater le
dégagement gazeux. Adapter à l' extrémité du
tube à essais un tube à dégagement, placer un papier
imbibé d' une solution très peu concentrée de permanganate
de potassium en milieu acide sulfurique. Constater la décoloration
du papier imbibé après avoir chauffé le tube à
essais.
Remarque supplémentaire: les solutions sulfureuses
( de sulfite) réduisent le diiode I2 en anion iodure
I-.

Le potentiel normal E° du couple I2/I-
étant
supérieur à celui du couple SO42-/SO32-.

On peut donc utiliser la décoloration du diiode
comme indice de la présence de sulfites, à condition toutefois
qu' il n' y ait pas dans le milieu d' autres réducteurs tels que
les anions sulfure S2- ou bien thiosulfates S2O32-.
Expérience:

Mettre 1 mL de solution sulfureuse dans un tube à
essais et ajouter quelques gouttes de lugol (solution aqueuse de diiode
I2 dans de l' iodure de potassium KI).

Constater la décoloration du diiode.
Remarque:

Les sels d' argent et les sels de barym précipitent
avec les sulfites.

Les précipités obtenus sont solubles dans
l' acide nitrique.
On rappelle les valeurs des pKa du dioxyde de soufre:

SO2, H2O/HSO3-:
2.

HSO3-/SO32-:
7.


VI. Recherche de sulfates SO42-.

Pour les caractériser on utilise en général
l' insolubilité en milieu acide, contrairement aux sulfites, du
sulfate de baryum BaSO4.
Expérience:

Dans 1 mL de solution sulfatée ajouter 1 mL d'
acide chlorhydrique 6M. Puis rajouter 10 gouttes de nitrate de baryum Ba(NO3)2.
Constater la formation du précipité blanc de sulfate de baryum.

VII. Recherche de chlorures
Cl-.

1. Formation d' un précipité. Action du
nitrate d' argent AgNO3.

On obtient un précipité blanc de chlorure
d' argent AgCl qui noircit à la lumière.

Le produit de solubilité Ks du chlorure d' argent
est égal à 1,6.10-10.

Ce précipité est insoluble dans l' acide
nitrique, contrairement à Ag2SO3, mais il
se dissout bien dans une solution aqueuse d' ammoniaque concentrée.

Il se forme alors le cation diammine argent (I) de formule
Ag(NH3)2+.

Si on acidifie la solution le précipité
se reforme.
Expérience:

Dans un tube à centrifuger verser 1 mL de solution
de chlorure. Ajouter quelques gouttes de nitrate d' argent 3M. Constater
la précipitation du chlorure d' argent AgCl.

Centrifuger le précipité et jeter la phase
liquide. Ajouter 10 gouttes d' acide nitrique 1M et constater la non dissolution
du précipité. Centrifuger et jeter la phase liquide. Laver
le précipité à l' eau distillée et puis éliminer
la phase liquide. Ajouter 10 à 20 gouttes de carbonate d' ammonium
(NH4)2CO3 6M. porter à ébullition
5 minutes au bain-marie. Constater que le précipité s' est
dissous. Acidifier la solution par de l' acide nitrique 6M et constater
que le précipité se reforme.
2. Propriétés redox.

Un oxydant tel que le permanganate de potassium, en milieu
acide, peut oxyder les anions chlorure en dichlore.

Le dégagement de dichlore peut être mis
en évidence avec le réactif de Villiers ou bien avec une
solution aqueuse d' indigo, qui se décolore en présence de
dichlore.
Expérience:

Verser 1 mL de solution de chlorure dans un tube à
essais. Ajouter une pincée de permanganate de potassium et cinq
gouttes d' acide sulfurique concentré. Chauffer. Attention aux projections!!!!!!

Présenter à l' extrémité
du tube un papier imprégné de réactif de Villiers.
Constater la coloration en bleu de ce dernier.

VIII. Recherche de bromures Br-.
1. Formation de précipités. Action du nitrate
d' argent.

On obtient un précipité de bromure d' argent
AgBr, de couleur jaune, et dont le produit de solubilité Ks vaut
7,7.10-13.

Ce précipité est insoluble dans l' acide
nitrique et il se dissout faiblement dans une solution aqueuse d' ammoniaque.
Contrairement au chlorure d' argent il ne se dissout pas dans le carbonate
d' ammonium.
Expérience:

Dans 1 mL de solution contenant un bromure verser quelques
gouttes de nitrate d'argent. Constater la précipitation du bromure
d' argent.
2. Propriétés redox. Action du zinc en poudre
sur le bromure d'argent, en milieu acétique.

Le cation argent Ag(I) est réduit à l'
état d' argent métallique et l' on peut, de la sorte, faire
repasser le bromure en solution.
3. Propriétés redox. Suite.

L' oxydation des anions bromure est plus facile que celle
des chlorures. Un oxydant tel que l' eau oxygénée est capable
d' oxyder en dibrome Br2 les anions bromure. Le dibrome est
mis en évidence par la coloration orangée qu' il donne à
une solution de tétrachlorure de carbone CCl4, ou par
la coloration rose qu' il donne à une solution aqueuse de fluorescéine.
Expérience:

Verser 1 mL de solution de bromure dans un tube à
essais. Ajouter 1 mL de tétrachlorure de carbone (opérer
sous la hotte). Constater qu' il ne se passe rien. Ajouter quelques gouttes
d' eau oxygénée H2O2, agiter, constater
que la phase organique, au fond du tube, se colore.

Avec un compte-gouttes prélever une partie de
la phase organique et la répandre sur un morceau de papier filtre
imprégné de fluorescéine. Constater la coloration
rose qui apparaît.

IX. Recherche d' iodures I-.
1. Formation de précipités. Action du nitrate
d' argent.

On obtient un précipité jaune d' iodure
d' argent AgI, dont le produit de solubilité Ks est égal
à 1,5.10-16.

Ce précipité est insoluble dans l' acide
nitrique, contrairement au phosphate de (tri)argent. Il n' est ni soluble
dans l' ammoniaque ni dans le carbonate d' ammonium.
Expérience:

Dans 1 mL de solution iodurée verser quelques
gouttes de nitrate d' argent. Constater la précipitation de AgI.
Une autre jolie expérience de formation de précipité:

Dans une solution iodurée verser quelques gouttes
de chlorure de plomb (II). Constater la très belle coloration jaune
"bouton d' or" du précipité de diiodure de plomb (II) PbI2.
2. Propriétés redox. Action du zinc Zn en
poudre, en milieu acétique, sur le précipité d' iodure
d' argent. Mêmes propriétés de dissolution des anions
iodure qu' avec les anions bromure précédemment.
3. Propriétés redox. Suite. Action
des oxydants.

L' oxydation des anions iodure est encore plus aisée
que celle des anions bromure. L' acide sulfurique concentré est
il alors suffisant pour oxyder en diiode I2 les anions iodure.
On met en évidence le diiode I2 formé par la coloration
violette qu' il donne à une solution de tétrachlorure de
carbone CCl4, ou par la coloration bleue qu' il donne avec de
l' empois d' amidon.
Expérience:

Verser 1 mL de solution iodurée dans un tube à
essais. Ajouter 1 mL de tétrachlorure de carbone. Agiter. Constater
qu' il n' y a pas de coloration. Ajouter quelques gouttes d' acide sulfurique
concentré. Agiter. Constater que la phase organique au fond du tube
se colore. Avec un compte-gouttes prélever une partie de la phase
organique et la répandre sur un morceau de papier filtre imprégné
d' empois d' amidon. Constater l' apparition de la couleur bleue caractéristique
du complexe diiode-amidon.


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