Travaux Pratiques : Fabrication d’une solution - Identification des ions (Mme Farnarier)

 

I.        Une poudre magique

Depuis des mois deux jeunes scientifiques, Alexandre et Romain, travaillent sur le lien entre les calculs rénaux et la composition des eaux minérales.

Bulle ronde: Mais tu as emporté notre sachet ! Le fruit de nos dix mois de recherche !!!Bulle ronde: Regarde Alex !Ils décident de partir en expédition dans le désert pour leurs vacances…Après avoir essuyé une tempête de sable, ils ne parviennent plus à retrouver leur campement et leur réserve d’eau est épuisée…

Pensées: ???Ils fouillent désespérément dans leur sac à dos…

 

 

 

 

 

 

 


¤ Pensez-vous, comme Alex, que Romain puisse reconstituer une eau minérale ?

¤ Mettre en œuvre l’idée de Romain en réalisant 100 mL d’une eau minérale semblable à l’eau d’Hépar.

¤ Montrer, à l’aide de tests, quels sont les ions présents dans l’eau minérale fabriquée par Romain.

 
 

 

 

 

 

 

 

 


II.      Données

Etiquette d’eau minérale :

 

 

 

 

 

 

Espèces chimiques disponibles :

               Chlorure de calcium solide : 1511 mg de chlorure de calcium solide contient 549 mg d’ions calcium Ca2+  

               Sulfate de magnésium solide : 589,6 mg de sulfate de magnésium anhydre solide contient 119 mg d’ions magnésium Mg2+  

Tableau des ions :

Pour prouver la présence de l’espèce :

On utilise le réactif :

Si l’espèce est présente, on observe :

Ion calcium Ca2+

Solution aqueuse d’oxalate d’ammonium

Précipité blanc

Ion magnésium Mg2+

Solution aqueuse de soude

Précipité blanc

Ion cuivre II Cu2+

Solution aqueuse de soude

Précipité bleu

Ion phosphate PO43-

Solution aqueuse de nitrate d’argent

Précipité jaune

Ion chlorure Cl-

Solution aqueuse de nitrate d’argent

Précipité blanc

Ion sulfate SO42-

Solution aqueuse de chlorure de baryum

Précipité blanc

 

 

Indications pour le professeur

·         Objectif principal : Démarche d’investigation associée au thème de la santé

·         Intérêt : la composition d’une eau minérale.

 

·         Compétences expérimentales attendues :

- Préparer une solution de concentration donnée par dissolution (seules les concentrations massiques en ions calcium et   magnésium sont demandées).

     - Mettre en œuvre un protocole pour identifier des ions  (anions et cations présents dans l’eau préparée).

 

·         Compléments :

- Pour la préparation de l’eau minérale type « Hépar »,il faut prévoir de dissoudre la masse d’ions Ca2+   et d’ions Mg2+  indiquée sur l’étiquette mais ramenée à 100 mL. On attend des élèves qu’ils comprennent qu’un cation est toujours accompagné d’un anion dans un solide ionique.

Les valeurs doivent être adaptées en fonction de la précision de la balance et permettent de revenir sur la notion de chiffres significatifs.

Cette « poudre magique » est obtenue en mélangeant les deux solides puis elle est dissoute dans une fiole jaugée de 100 mL.

- Pour les tests d’identification des ions, on se réfère au tableau donné et on met en évidence la présence des ions sulfate, magnésium, chlorure et calcium présents dans l’eau minérale préparée.

 

·         Liste de matériel :

-     chlorure de calcium solide    (ne pas prendre de carbonate de calcium solide car il ne se dissout pas facilement ; l’eau préparée semble très « calcaire » !)

-     sulfate de magnésium solide

-     solution aqueuse de chlorure de baryum à 10-1 mol.L-1

-     solution aqueuse d’oxalate d’ammonium à 10-1 mol.L-1

-     solution aqueuse de nitrate d’argent à 10-2 mol.L-1

-     solution aqueuse d’hydroxyde de sodium à 1 mol.L-1   (le précipité blanc obtenu avec les ions  Mg2+  est peu important)

 

-   Déterminer la concentration des ions négatifs présents dans l’eau : les ions sulfate et les ions chlorure apportés par les solides dissous.

-   Etude documentaire sur les eaux minérales.