TP 2^nde : LE CUIVRE MAGIQUE…

Nimbus, votre maître magicien vous met au défi de faire « réapparaître » du cuivre « disparu » deux fois, c’est à dire de deux façons différentes…

Heureusement, il met à votre disposition une série d’indices, tirés de son vieux grimoire :

1) L’ion cuivre II, de formule Cu²⁺, donne une couleur bleue-cyan aux solutions aqueuses le contenant.

2) L’oxyde de cuivre Cuo est un solide d’aspect noir.

3) La réaction entre le cuivre et l’acide nitrique produit des fumées rousses très toxiques de dioxyde d’azote NO₂ et des ions cuivre II .

4) Par chauffage, l’hydroxyde de cuivre(II) de formule Cu(oH)₂ se déshydrate en oxyde de cuivre.

5) Il se produit une réaction dite d’oxydo-réduction entre les ions cuivre et le métal fer(…)

6) Une solution contenant des ions cuivre II réagit avec une solution de soude en donnant un précipité bleu-roi d’hydroxyde de cuivre(II) .

7) Par chauffage intense, un savant mélange de carbone et D’oxyde de cuivre réagiT et donne, entre autres, un dégagement gazeux de dioxyde de carbone,.. mais attention ! Les réactifs doivent être extrêmement secs !

Travail demandé :

Dans le rôle de l’apprenti du magicien, le professeur fera « disparaître » le cuivre…mais dites-lui quelle expérience effectuer !

Dans le rôle des disciples, vous devez :

- élaborer deux protocoles expérimentaux distincts, l’un rapide en une étape, l’autre en plusieurs étapes, permettant tous deux de faire réapparaître le cuivre, en accord avec le professeur.

- réaliser les deux séries d’expérience et faire réapparaître ainsi « deux fois » le cuivre.

- remettre un compte-rendu au professeur contenant les schémas légendés des expériences effectuées, les résultats obtenus et une conclusion.

FICHE MATERIEL-TP CUIVRE :

ELEVES:

Expérience indice 7 :

- Un tube à essai borosilicaté avec bouchon + tuyau souple à dégagement barbotant dans un tube à essai classique.

- Pince en bois (pour tenir le tube à chauffer)

- Bec électrique + pastille (création de flamme)

- Eau de chaux fraîchement préparée.

- Mélange stœchiométrique poudres CuO + C

- Spatule métallique.

- Bécher avec bec verseur (pour se servir en eau de chaux)

- Gants.

- Porte tubes à essai.

-

PROF :

Expérience indice 3 :

- Hotte !!

- Potence sous hotte pour tenir le tube à essai.

- 2 tubes à essai + Porte-tube.

- Acide Nitrique concentré non fumant.

- Copeaux ou tournure ou filaments de cuivre métallique.

- Spatule métallique.

- Gants + lunettes protection.

- Pissette eau distillée

- Soude concentrée dans flacon compte gouttes ou pipette pasteur pour prélever la soude concentrée.

- 2 béchers (pour l’acide nitrique et la soude concentrés)

Papier (nettoyage - séchage)

- Pissette eau distillée.

Expérience indice 5 :

- Sulfate de cuivre II 0,2 ou 0,5 M.

- Poudre de fer + lame de fer décapée.

- Spatule métallique.

- Bécher (taille moyenne, c’est le récipient de l’expérience)

- Gants.

- Papier (nettoyage - séchage)

- Poubelle de paillasse (élimination de la poudre)

- Pissette eau distillée.

Expériences indices 4&6 :

- Sulfate de cuivre II 0,2 ou 0,5 M.

- Soude 0,1 ou 0,2 M dans un flacon compte gouttes

- Pissette eau distillée.

- Tube à essai pyrex.

- Bécher avec bec verseur (pour se servir en sulfate de cuivre)

- Gants.

- Papier (nettoyage - séchage)

- Porte tubes à essai.

- Pince en bois (pour tenir le tube à chauffer)

- Bec électrique.

- Lunettes de protection.

FICHE PROFESSEUR :

Type de TP : « TP Top »

Objectif du TP :

- Réaliser des transformations chimiques et montrer que l’élément chimique cuivre n’est pas “consommé”.

- Illustrer expérimentalement la notion d’élément chimique.

Prérequis du programme de 2nde :

savoir utiliser la verrerie, utiliser un dispositif de chauffage, respecter les consignes de sécurité.

Programme (B.O.) : thème : l’Univers.

Pratiquer une démarche expérimentale pour vérifier la conservation des éléments au cours d’une réaction chimique.

Actions-élèves :

− retrouver les chaînes de transformations chimiques à réaliser.

− les réaliser en respectant les consignes de sécurité

− top donné aux élèves qui ont trouvé un protocole correct

− rédiger un compte-rendu avec des schémas de chaque expérience

− prendre soin du matériel, le ranger et rincer la verrerie

Déroulement & remarques :

Déroulement

- 5 min accordées pour que les élèves indiquent l’expérience de l’indice 3 et que le professeur la réalise.

- 15 min pour déterminer et réaliser le protocole court (expérience indice 5)

- le reste de la première heure (40 minutes) pour déterminer le protocole long dans l’ordre(expériences des indices 6, 4 et 7 dans l’ordre)

- la deuxième est consacrée à la réalisation du protocole long ainsi que de la rédaction du compte-rendu (avec conclusion sur la conservation de l’élément cuivre)

Remarques

- Le matériel et les solutions et réactifs seront présents sur les paillasses élèves.

- Une aide est à apporter en cas de blocage et en ce qui concerne les notions d’élément et de conservation de l’élément.