Identifier des espèces chimiques
Utiliser des tests caractéristiques et des grandeurs physiques pour identifier une espèce chimique.
1. Espèce chimique
Définition · Espèce chimique
Une espèce chimique est un ensemble d'entités identiques (molécules, atomes…). L'eau, le dioxygène, le sucre (saccharose) sont des espèces chimiques. Un corps pur ne contient qu'une seule espèce chimique.
2. Tests chimiques caractéristiques
| Espèce recherchée | Test | Résultat positif |
|---|---|---|
| Eau | sulfate de cuivre anhydre (poudre blanche) | la poudre devient bleue |
| Dioxyde de carbone | eau de chaux (limpide) | l'eau de chaux se trouble (dépôt blanc) |
| Dioxygène | bûchette incandescente | la bûchette se rallume |
| Dihydrogène | flamme approchée | petite détonation (« pop ») |
3. Grandeurs physiques caractéristiques
Propriété
Une espèce chimique pure est aussi caractérisée par ses températures de changement d'état (fusion, ébullition) et par sa masse volumique. En les mesurant et en les comparant à des tables, on peut l'identifier.
| Espèce | Fusion (°C) | Ébullition (°C) | Masse volumique (g/cm³) |
|---|---|---|---|
| Eau | 0 | 100 | 1,00 |
| Éthanol | ?114 | 78 | 0,79 |
| Cyclohexane | 6,5 | 81 | 0,78 |
Attention · Sécurité
On ne goûte jamais un produit au laboratoire. On porte blouse et lunettes, et on respecte les pictogrammes de danger.
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Exercices corrigés
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Test de l'eau
★☆☆Comment vérifier qu'un jus de fruit contient de l'eau ? Quel résultat attend-on ?
Test du dioxyde de carbone
★☆☆On souffle dans de l'eau de chaux avec une paille. Qu'observe-t-on ? Que peut-on conclure ?
Test du dioxygène
★☆☆Comment reconnaître un flacon rempli de dioxygène ?
Bulles d'une boisson
★★☆On recueille le gaz qui s'échappe d'une boisson gazeuse et on le fait barboter dans l'eau de chaux, qui se trouble. De quel gaz s'agit-il ?
Identifier un liquide
★★☆Un liquide incolore bout à $78$ °C et a une masse volumique de $0{,}79$ g/$\text{cm}^3$. Identifier ce liquide à l'aide du tableau du cours.
Eau pure ?
★★☆Un liquide fait bleuir le sulfate de cuivre anhydre. Peut-on affirmer que c'est de l'eau pure ?
Combustion du carbone
★★☆Après avoir fait brûler du charbon dans un flacon de dioxygène, on verse de l'eau de chaux qui se trouble. Qu'est-ce qui s'est formé ?
Buée d'une bougie
★★★On tient un verre froid au-dessus d'une bougie allumée : de la buée apparaît. On y dépose du sulfate de cuivre anhydre qui bleuit. Conclure sur les produits de la combustion.
Test du dihydrogène
★★☆On approche une flamme d'un tube à essai contenant un gaz : on entend une petite détonation. De quel gaz s'agit-il ?
Cyclohexane ou eau ?
★★☆Deux liquides incolores : A a une masse volumique de $1{,}00$ g/$\text{cm}^3$, B de $0{,}78$ g/$\text{cm}^3$. Identifier A et B.
Congélateur
★★☆On place de l'eau et du cyclohexane au congélateur à $-5$ °C. Lequel devient solide en premier en refroidissant depuis $20$ °C ?
Masse volumique et identification
★★★$10$ mL d'un liquide ont une masse de $7{,}9$ g. Le calcul permet-il de l'identifier ?
Pictogrammes
★☆☆Que signifient les pictogrammes « flamme » et « tête de mort » sur un flacon ?
Protocole
★★☆Écrire un protocole pour vérifier que l'air expiré contient plus de dioxyde de carbone que l'air ambiant.
Espèce ou mélange ?
★★☆Classer : eau distillée, eau salée, dioxygène, air, sucre pur, jus d'orange.
Chromatographie et identification
★★★On fait une chromatographie d'un colorant alimentaire E et de deux colorants connus A et B. E donne deux taches, à la même hauteur que A et que B. Conclure.
Test négatif
★★☆L'eau de chaux reste limpide après avoir fait barboter un gaz. Peut-on en déduire que ce gaz est du dioxygène ?
Glace et cyclohexane
★★★Un solide fond à $6{,}5$ °C. Mis dans l'eau, il flotte. Identifier ce solide et justifier.
Réactif du test
★★☆Pourquoi garde-t-on le sulfate de cuivre anhydre dans un flacon bien fermé ?
Sécurité
★☆☆Citer trois règles de sécurité au laboratoire de chimie.
Vrai ou faux
★★☆a) Le sulfate de cuivre anhydre bleuit en présence d'eau. b) L'eau de chaux permet d'identifier le dioxygène. c) La température d'ébullition permet d'identifier un corps pur.
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