Cours métaux et ions

Eric Boudroit

Description

Attaque des métaux par des solutionsI Solutions acides, solutions basiques et pH (voir T.P.)Si une solution est acide, son pH est inférieur à 7 ; ceci est dû à la présence en +excès des ions hydrogène H .Si une solution est basique, son pH est supérieur à 7 ; ceci est dû à la présence -en excès des ions hydroxyde HO .Une solution dont le pH est égal à 7 a un pH neutre.II Bilan de l’action de l’acide chlorhydrique sur le fer (voir livre p 80)1. Equation bilan :+ -Les réactifs sont : le fer ( Fe ) et l’acide chlorhydrique ( H + Cl ).fi¾¾¾fi¾Les produits sont : -il se dégage du dihydrogène ( H )22+-la solution contient des ions fer II (Fe )C’est une solution de--la solution contient des ions chlorure ( Cl )2+ -chlorure de fer II ( Fe + 2 Cl )Comment écrire l’équation-bilan de cette réaction ?a. Ecrire le bilan avec les réactifs et les produits.b. Remplacer chaque corps par sa formule (atomes, molécules ou ions et solution équilibrée)c. Equilibrer, si nécessaire, le nombre d’atomes.d. Vérifier si la charge totale des ions positifs dans les réactifs est la même que dans les produits.e. Faire de même avec les ions négatifs.f. Eliminer les espèces qui ne réagissent pas.Réactifs Produits fer + acide chlorhydrique dihydrogène + chlorure de fer II + - 2+ -2 Fe + ( H + Cl ) H + ( Fe + 2 Cl )2fifi¾¾¾fi¾fi¾¾fi¾¾fi¾¾¾¾2. Equation bilan simplifiée :-Les ions chlorure Cl sont présents au début et à la ...

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Extrait

I Solutionsacides solutionsbasi ueset H (voir T.P.)

Si une solution estacide, sonpH est inférieur à 7; ceci est dû à la présence en + excès desions hydrogène H. Si une solution estbasique, sonpH est supérieur à 7; ceci est dû à la présence - en excès desions hydroxyde HO. Une solution dont lepH est égal à 7a unpH neutre.

II Bilande l’action de l’acide chlorhydrique sur le fer (voir livre p 80) 1. Equationbilan : + - Les réactifs sont :lefer(Fe) et l’acide chlorhydrique(ClH +).

Les produits sont : -il se dégage dudihydrogène(H ) 2 2+ -la solution contient desions fer II(Fe ) - -la solution contient desions chlorure(Cl)

C’est une solution de 2+ - chlorure de fer II(Fe + 2  Cl)

Comment écrire l’équation-bilan de cette réaction ? a. Ecrirele bilan avec les réactifs et les produits. b. Remplacerchaque corps par sa formule (atomes, molécules ou ions et solution équilibrée) c. Equilibrer,si nécessaire, le nombre d’atomes. d. Vérifiersi la charge totale des ions positifs dans les réactifs est la même que dans les produits. e. Fairede même avec les ions négatifs. f. Eliminerles espèces qui ne réagissent pas.

Réacti s fer +acide chlorhydrique ¾¾| + - Fe + 2 )+ Cl ( H ¾¾|

Produits IIdihydrogène + chlorure de fer 2+ - H 2  ++( Fe2Cl )

2. Equationbilan simplifiée : - Les ions chlorure Clsont présents au début et à la fin de la réaction chimique : les ions chlorure n’ont pas réagi ; l’équation peut être simplifiée.

+ -2+ - Fe + 2 ) ( H+ Cl ¾¾| H 2 ( Fe+ +2Cl ) En développant … + -2+ - Fe +2H +2 ¾¾| H 2 Fe + +2 … en simplifiant

2

Lors de cette réaction chimique,un atome de fer réagit avec deux ions hydrogène ; il se forme une molécule de dihydrogène et un ion fer II.

Chimiz 1 Chimiz 2

III Bilande l’action de l’acide chlorhydrique sur le zinc + - Les réactifs sont : lezinc( Zn )et l’acide chlorhydrique(H +Cl). Les produits sont : -il se dégage dudihydrogène(H) 2 2+ -la solution contient desions zinc(Zn) - C’est une solution de -la solution contient desions chlorure(Cl) 2+ - chlorure de zinc(Zn + 2  Cl)

Réacti sProduits zinc + acide chlorhydrique ¾¾| dihydrogène + chlorure de zinc + -2+ - Zn + 2 ) ( H+ Cl ¾¾| H 2 +( Zn +2Cl ) - Les ions chlorure Clne réagissent pas ; on peut simplifier l’équation.

2

Lors de cette réaction chimique,un atome de zinc réagit avec deux ions hydrogène ; il se forme une molécule de dihydrogène et un ion zinc.

IV Actionde solutions acides ou basiques sur d’autres matériaux 1. Actionde l’acide chlorhydrique sur l’aluminium et le cuivre : L’aluminium est attaqué par l’acide chlorhydrique alors que le cuivre ne l’est pas.

2. Actiondes acides et des bases sur les plastiques et le verre : Les acides ou les bases ne réagissent pas avec le verre ou le P.V.C ; ils peuvent y être conservés. Ces matériaux sont difficilement dégradables. L’intérieur des canettes en aluminium de coca-cola, produit acide, doit être recouvert d’un film plastique ou d’un vernis protecteur. 3. Actionde la soude sur l’aluminium : Petite détonation Soude + - (Na +OH )

aluminium La soude réagit avec l’aluminium ; il se dégage du dihydrogène

Dégagement gazeux

4. Pictogrammesde sécurité :

Corrosif: ronge les tissus vivants et les équipements – ne pas respirer les vapeurs, aucun contact avec la peau, les yeux … sinon rincer abondamment à l’eau. C Comburant: corps qui provoque la Inflammable ou combustion d'un autre corps avec lequel extrêmement inflammable il est combiné O F ou F+

T ou T+

Toxi ue ou très toxiue

Irritant X i

Danereuxour l’environnement N

Nocif: produit dont la toxicité est moindre qu’un produit toxique. X n

Ex losif E

Risuebioloi ue oubactériolo i ue

Récapitulatif sur les ions 1) Les ions positifs ou cations : + ++ 2+2+ 2+2+ 3+ 3+ Formule H AgNa Ca CuZn FeFe Al Cuivre Alumi- Nom HydrogèneArgent Sodium CalciumZinc FerII FerIII II nium 2) Les ions négatifs ou anions : - -- -2- Formule HCOCl HO 3 NO 3 SO 4 NomChlorureHydroxydeHydrogénocarbonateNitrtaeSulfate 3)Solutions acides : + Une solution acide (pH < 7) possède des ions hydrogène H. Elle est corrosive. 4) Solutions basiques : - Une solution basique, corrosive, (pH > 7) possède des ions hydroxyde HO . 5) Différentes solutions : une solution est électriquement neutre. + - ·Solution d’acide chlorhydrique : (H+Cl ) + - ·+ OH )Solution de soude ou hydroxyde de sodium : (Na + - ·Solution de nitrate d’argent : (Ag+ NO 3 ) 2+ - ·+ 2 Cl )Solution chlorure de fer II : (Fe 3+ 2- ·Solution de sulfate de fer III : (2 Fe+ 3 SO 4 ) 6) Tests de reconnaissance : Produit qui le met en Corps NomFormule Effet évidence + Ion Hydrogène H Papier pHpH < 7 - Ion Hydroxyde HO Papier pHpH > 7 - Précipité blanc qui noircit Ion Chlorure Cl Nitrate d’argent à la lumière 2+ Ion CuivreII Cu bleuSoude Précipité 2+ Ion Zinc Zn blancSoude Précipité 2+ Ion FerII Fe Soude Précipitéverdâtre 3+ Ion Aluminium Al Soude Précipitéblanc Molécule Dihydrogène H 2 Allumette Légersifflement Molécule Dioxygène O 2 La bûchette se rallume.Bûchette incandescente