Réaction entre l’acide chlorhydrique et le fer – 3ème – Cours – Physique – Chimie – Brevet des collèges
- La composition chimique de l’acide chlorhydrique.
- Le fer réagit-il avec l’acide chlorhydrique ?
Pourquoi les acides et les bases sont stockés dans des bouteilles en matière plastique ou en verre ?
Réponse : car le verre et la plupart des matières plastiques ne réagissent pas avec les acides et les bases. Ce n’est pas le cas des métaux, notamment du fer.
I. Composition De L’acide Chlorhydrique :
Expérience 1:
On verse de l’acide chlorhydrique dans un bécher et on mesure son pH.
Observation :
La valeur du pH est égale à 1.
Interprétation :
Le pH de cette solution est acide : cela signifie que l’acide chlorhydrique contient des ions H+.
Expérience 2 :
On verse quelques gouttes de solution de nitrate d’argent dans de l’acide chlorhydrique.
Observation :
On observe la formation d’un précipité blanc qui noircit à la lumière.
Interprétation :
Ce précipité prouve la présence d’ions chlorure Cl- dans l’acide chlorhydrique.
Conclusion :
L’acide chlorhydrique contient des ions hydrogène H+ et des ions chlorure Cl– en solution dans l’eau.
La formule ionique de l’acide chlorhydrique est ( H+,Cl-).
II. L’attaque du fer par l’acide chlorhydrique :
Expérience :
Protocole : introduisons dans un tube à essai un peu de limaille de fer, puis ajoutons de l’acide chlorhydrique dont on a préalablement mesuré le pH.
Observation : nous observons un dégagement de chaleur et de gaz. À la fin, il y moins de fer dans le tube à essai.
En présentant la flamme, on entend « un pop » qui caractérise la présence du gaz dihydrogène.
Est-ce une réaction chimique ?
Rappels : critères de reconnaissance d’une transformation chimique : disparition des réactifs et apparition de produits.
• Un réactif est une espèce chimique (solide, liquide ou gaz) qui disparait lors d’une réaction chimique.
• Un produit est une espèce chimique (solide, liquide ou gaz) qui apparait lors d’une réaction chimique.
• On peut donc en conclure qu’il y a une réaction chimique car au moins un produit apparait (le gaz) et au moins un produit disparait (le fer).
Analyse de la solution après la réaction :
On récupère la solution après filtration et on réalise des tests.
À la fin de la réaction, mesurons de nouveau le pH de la solution : il a augmenté. Il y a donc eu disparition d’ions hydrogène , transformés en dihydrogène.
• Prélevons ensuite un peu de la solution obtenue à la fin de la réaction et ajoutons-y quelques gouttes de solution de nitrate d’argent. Un précipité blanc qui noircit à la lumière apparaît et atteste donc la présence d’ions chlorure . Ces ions étaient déjà présents au départ dans l’acide chlorhydrique.
• Prélevons encore un peu de la solution obtenue et ajoutons-y quelques gouttes de soude. Un précipité vert apparaît mettant en évidence la présence d’ions fer II, .
Interprétation :
La solution obtenue qui contient des ions chlorure et des ions fer II est une solution de chlorure de fer II.
Conclusion :
On peut écrire le bilan suivant :
Fer + acide chlorhydrique → dihydrogène + chlorure de fer II
Remarques :
• Les ions chlorures sont présents en même quantité avant et après la réaction, donc ils ne participent pas à la réaction : ce sont des ions spectateurs.
• Le pH a augmenté donc ce sont les ions H+ qui ont disparu et réagi avec le fer.
• On en déduit que les réactifs de cette réaction sont le fer et les ions hydrogène alors que les produits sont le dihydrogène et les ions fer II.
III. Le bilan de la réaction :
1. schématisons le bilan de la réaction :
1. le bilan de la réaction en équations :
ü Quels sont les réactifs ? Du fer et des ions hydrogène ont disparu.
ü Quels sont les produits ? Des ions fer II et du dihydrogène sont apparus.
Les ions chlorure sont présents avant et après la réaction ; ils n’ont donc pas participé à la réaction ; on les appelle des ions spectateurs.
Remarque : les ions fer et chlorure forment une solution ionique de chlorure de fer II. Sa formule chimique est ().
Nous pouvons alors écrire le bilan de la réaction chimique :
fer + acide chlorhydrique → dihydrogène + chlorure de fer II.
Nous remplaçons les noms par leur formule chimique dans le bilan de la réaction :
Il faut maintenant équilibrer cette équation bilan, ce qui est difficile à cause des ions. Procédons par étapes.
Première étape :
les ions hydrogène se transforment en molécules de dihydrogène. Pour former une molécule de dihydrogène, il faut qu’il y ait au départ deux ions hydrogène.
Deuxième étape :
les solutions ioniques étant électriquement neutres, il faut qu’il y ait deux ions chlorure pour deux ions hydrogène .
Troisième étape :
Les ions chlorure étant des ions spectateurs, il n’est pas nécessaire de les faire figurer dans l’équation bilan.
Cette équation signifie que pour chaque atome de fer qui réagit, il faut deux ions hydrogène. Il se forme alors une molécule de dihydrogène et un ion fer II.
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