Bonjour,
Je dois déterminer quelle espèce réagit avec le cuivre en laissant un dépôt sur la lame de cuivre ou les copeaux de cuivre.
J'ai le choix entre l'acide nitrique, le nitrate de sodium et le sulfate de sodium. J'ai déjà éliminé l'acide nitrique, car il me semble que la réaction ne provoque pas de dépôt sur la lame de cuivre...
Pourriez vous m'éclairer?
Bonsoir,
Pour qu'un dépôt se forme, il faut une réaction.
Quel genre de réaction penses-tu pouvoir obtenir entre un métal solide et des sels ?
En conséquence, quelles données dois tu trouver pour résoudre ta question ? A partir de ces données, tu dois pouvoir affirmer quelle solution provoquera le dépôt sur le Cuivre.
Le nitrate de sodium et le sulfate de sodium ne réagissent pas au contact du cuivre.
L'acide nitrique réagit avec le cuivre. Mais la réaction évolue différemment selon la concentration de l'acide. Normalement la réaction se fait selon cette équation :
Cu + 4 HNO3 --> Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O
Mais si l'acide est en solution suffisamment diluée, la réaction se passe selon selon l'équation :
Cu + 2 HNO3 --> CuO + H2O + 2 NO2
Et il se forme de l'oxyde de cuivre CuO qui est noir.
D'accord, l'acide nitrique dont je dispose est concentré, mais ça ne pose pas de problème puisque je peux le diluer...
En fait, je chercher à créer des ions Cu2+, y-en-a-t-il dans le second cas?
Les ions Cuivre Cu2+ sont de couleur bleue. Donc si ta solution prend cette couleur c'est qu'elle contient des ions Cu2+.
Ceci dit, dès que l'acide nitrique attaque le cuivre selon ma première équation, et forme donc Cu(NO3)2, ce nitrate de cuivre n'existe pas comme tel en solution. Mais il forme des ions Cu2+ et des ions nitrate NO3-, selon :
Cu(NO3)2 --> Cu2+ + 2 NO3-
D'autre part, si tu obtiens de l'oxyde de cuivre noir CuO et que tu veuilles transformer ce CuO en nitrate de cuivre, donc en ion cuivre Cu2+, rien de plus facile. Il suffit d'ajouter de l'acide nitrique relativement concentré. Il se passe :
CuO + 2 HNO3 --> Cu(NO3)2 + H2O
Ah ah...
J'utliliserai donc de l'acide nitrique concentré, dans lequel je tremperai la lame de cuivre. Il se formera du nitrate de cuivre, selon l'équation:
Cu + 4 HNO3 --> Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O
Le nitrate de cuivre étant composée d'ions Cu2+ et d'ions NO3-, j'ai donc bien mes ions Cu2+ dans la solution?
Autre question: la lame est-elle attaquée? Dans l'exercice, il faut ensuite l'utiliser comme electrode pour une pile...
Merci!
Bien sûr qu'elle est attaquée. On ne peut pas créer de la matière !
Tout le cuivre qui se forme en phase aqueuse vient de ta lame.
D'accord. J'ai vu la réaction en question et elle était assez impressionnante, je n'avais pas trop d'espoir pour sauver ma pauvre lame de cuivre
Cet exercice me pose vraiment problème... Je ne sais pas comment fabriquer cette demi pile. Elle doit etre constituée d'un bécher contenant une solution d'ions Cu2+ et d'une lame de cuivre...
Je ne peux donc pas attaquer la lame... Avez vous une idée?
Bien sûr. Rien de plus simple.
Tu trempes ta lame de cuivre dans une solution de sulfate de cuivre CuSO4. C'est ainsi que tous les chimistes du monde procèdent quand ils veulent faire une électrode Cu/Cu2+.
Mais je ne dispose pas de sulfate de cuivre en fait. J'ai d'abord cru à une erreur d'énoncé, mais on m'a assuré qu'il y avait un moyen de fabriquer cette demi pile avec les solutions dont je dispose (sulfate de sodium, nitrate de sodium et acide nitrique)
Oui, bien sûr. On peut y arriver
Mais cela revient à sacrifier la moitié de ta lame, soit en épaisseur soit en la coupant en deux. Ou alors tu disposes de copeaux que tu peux sacrifier. Je ne sais pas très bien dans quel environnement tu travailles.
Tu prends la moitié de ta lame, ou tes copeaux. Tu trempes dans un peu d'acide nitrique, le plus concentré possible. Essaie de ne pas trop prendre d'acide nitrique, afin que la destruction du cuivre ne soit pas totale, et qu'il te reste des résidus de cuivre plus ou moins noircis à la fin. Quand l'attaque est finie, le dégagement de gaz brun cesse. Tu chauffes un peu pour être sûr qu'il ne reste plus d'acide nitrique. Tu ne dois plus voir s'échapper de vapeurs brunes.
Tu dilues le tout avec de l'eau distillée. Tu peux y tremper ta plaque de cuivre et tu auras une belle électrode Cu/Cu2+. C'est la demi-pile que tu cherches.
Mais les chimistes n'aiment pas trop les électrodes au nitrate, à cause du risque de réactions parasites indésirables avec les composés d'azote. Dans ce cas, tu peux transformer ton nitrate de cuivre en sulfate de cuivre. mais c'est long et délicat. Il faut alors concentrer le plus possible ta solution de nitrate de cuivre en chauffant. Et quand on voit se former les premiers cristaux bleus à la surface, on ajoute une solution concentrée de sulfate de sodium, et on laisse refroidir. On obtient des cristaux bleus de sulfate de cuivre par refroidissement. Mais bon, le rendement n'est pas fameux. On ne récupère pas tout le cuivre présent. Une partie reste en solution.
D'accord, je verrai quelle solution choisir à tête reposée. J'ai eu extremement de mal à trouver quelqu'un qui puisse m'aider.
Merci pour cette aide vraiment précieuse. Ca fait toujours plaisir d'apprendre quelque chose de quelqu'un qui a de l'expérience, et qui a l'air passionné par la chimie!
C'est une très belle matière en tout cas.
Mille fois merci.
Bonne soirée
