T.P. CHIMIE n°2: séparation des constituants d'un ... - physiquepovo

T.P. CHIMIE n°2: séparation des constituants d’un mélange
1. Masse volumique et densité :
La masse volumique mv d’un liquide est obtenue en divisant la masse m de ce liquide par
le volume V correspondant :
mv = avec m en g, V en L et mv en g.L –1 m
.
V
• Pose une éprouvette graduée sur le plateau d’une balance puis tare la balance : la
balance affiche alors m=0,0g.
• Rajoute de l’eau distillée dans l’éprouvette grâce à la pissette d’eau jusqu’à un certain
volume V=…………mL que tu convertis en L, soit V=…………L
• Quelle est la masse de ce volume d’eau : m=…………g
• Calcule la masse volumique de l’eau en précisant son unité: mv (eau) =
• Calcule de même la masse volumique d’un autre liquide, le cyclohexane, en décrivant le
protocole utilisé.
On définit la densité d d’un liquide comme le rapport entre la masse de 1,0L de ce liquide
et la masse de 1,0L d’eau :
d(liquide) = masse de 1,0L de liquide masse de 1,0L d’eau
La densité est une grandeur sans unité.
• Calcule la densité de l’eau, ainsi que celle du cylohexane.
2. Qu’est-ce qu’une solution aqueuse ?
• Introduis une pointe de spatule de cristaux de sulfate de cuivre(II) dans un tube à essai.
Décris l’aspect de ces cristaux (solide, liquide, gaz, couleur, taille) :
• Rajoute grâce à la pissette quelques mL d’eau distillée dans le tube à essai (1mL
correspond à une hauteur d’environ 1cm dans le tube).
Bouche le tube et agite… que constates-tu ?
On dit que le sulfate de cuivre s’est dissout dans l’eau (et non pas que les cristaux ont
fondu ! pour les faire fondre, il faudrait chauffer à une température très élevée).
L’eau est appelé le solvant.
Le sulfate de cuivre est le soluté.
En dissolvant un soluté dans le solvant « eau », on obtient une solution aqueuse de ce
soluté, soit ici une solution aqueuse de sulfate de cuivre(II).
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3. Miscibilité de deux liquides :
Lorsqu’on mélange deux liquides différents et que l’on obtient après agitation un seul
liquide homogène, on dit que ces deux liquides sont miscibles.
Si les deux liquides ne sont pas miscibles, le moins dense se positionne au dessus de
l’autre qui est plus dense, et ils constituent deux phases bien distinctes.
• Cite 2 liquides miscibles :
et 2 liquides non miscibles :
• Verse dans un tube à essai environ 2mL d’eau puis avec précaution (en évitant d’agiter et
en inclinant le tube pour le laisser s’écouler lentement sur la paroi intérieure) environ
1mL d’éthanol. Que constates-tu ?
Agite puis laisse reposer. Que constates-tu ?
Recommence l’expérience précédente en inversant
l’ordre d’introduction des liquides. Que constates-tu ?
Fais ci-contre un schéma de cette expérience avant et après agitation
Conclue en justifiant :
L’eau et l’éthanol sont-ils des liquides miscibles ?
Lequel des deux est le plus dense ?
• Verse dans un tube à essai 2mL d’eau puis comme précédemment, avec précaution, 2mL
de cyclohexane. Que constates-tu ?
Agite puis laisse reposer. Que constates-tu ?
Recommence l’expérience précédente en inversant
l’ordre d’introduction des liquides. Que constates-tu ?
Fais ci-contre un schéma de cette expérience avant et après agitation
Conclue en justifiant :
L’eau et le cyclohexane sont-ils des liquides miscibles ?
Lequel des deux est le plus dense ?
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4. Comparaison de la solubilité d’une espèce chimique dans différents solvants :
• Verse dans un tube à essai 2mL d’une solution aqueuse
de sulfate de cuivre et 2mL de cyclohexane.
Bouche le tube et agite. Que constates-tu ? Schéma
Conclusion : Dans quel solvant le sulfate de cuivre est-il le plus soluble ?
• Verse dans un tube à essai 2mL d’une solution aqueuse
de diiode et 2mL de cyclohéxane.
Bouche le tube et agite. Que constates-tu ? Schéma
Conclusion : Dans quel solvant le diiode est-il le plus soluble ?
5. Application : séparation des constituants d’un mélange
On dispose d’un mélange homogène de diiode et de sulfate de cuivre en solution aqueuse.
Objectif à atteindre : séparer les 2 constituants de ce mélange
Tu disposes également d’une ampoule à décanter
sur son support, dont le schéma, à compléter, est
donné ci-contre, et le mode d'emploi ci-dessous.
Elle permet de séparer 2 liquides non miscibles grâce
au protocole suivant:
• Enlever le bouchon, fermer le robinet, et introduire
dans l’ampoule les 2 liquides mélangés.
• Remettre le bouchon et, tout en le maintenant,
retourner délicatement l’ampoule.
Ouvrir le robinet puis agiter vigoureusement.
• Refermer le robinet, puis replacer l’ampoule sur
son support.
Enlever le bouchon puis laisser reposer quelques minutes.
• Placer un erlenmeyer sous l'ampoule, puis ouvrir le robinet
pour laisser s'écouler le liquide le plus dense, jusqu'à la
surface de séparation de ces 2 liquides
• Placer un bécher sous l'ampoule, puis ouvrir le robinet
pour laisser s'écouler le liquide le moins dense.
Propose un protocole pour atteindre l'objectif fixé. Fais le valider par ton prof
Mets en œuvre ce protocole et appelle le prof lorsque l'objectif est atteint.
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