Hydroxydes amphotères

1. Introduction Parmi les nombreux domaines d’études de la chimie, les réactions chimiques, caractérisées par la rupture ainsi que la formation de nouvelles liaisons, nous sont indispensables car elles assurent nos besoins vitaux tels que la respiration, la sécrétion de substances par nos organes et la production d’énergie. Il existe différentes réactions chimiques ayant des spécificités différentes, et parmi celles-ci, les réactions acido-basiques. Ces réactions consistent à faire réagir un acide avec une base. En particulier dans les solutions aqueuses, nous observons un transfert de ions H+ de l’acide vers la base. La structure de ces réactions est toujours la même : un métal dissout dans de l’eau donne un sel, dont le pH varie en fonction de la substance, et de l’eau. Toutefois, il se peut que certaines substances se comportent à la fois comme un acide et comme une base : ce sont des oxydes amphotères. Lors du laboratoire du 11 novembre 2021, nous avons voulu montrer par deux réactions de précipitation ainsi qu’à l’aide de deux mélanges réactionnels quelles substances réagissent à la fois comme un acide et comme une base. Pour la suite de ce rapport, nous allons, dans un premier temps expliquer le déroulement général de l’expérience, puis nous répondrons aux questions en lien avec les observations que nous avons faites, et finalement, nous tenterons de donner une explication, dans le cadre de cette expérimentation, du terme amphotère. 2. Partie principale Pour faciliter la compréhension, toutes les informations relatives aux produits et au matériel se trouveront sous forme de tableau à la fin de ce chapitre. Pour déterminer quelles substances réagissent comme amphotère, nous avons réalisé tout d’abord deux réactions de précipitation. Avant de précipiter les substances, nous avons préparé les trois solutions nécessaires à cette réaction. La première consistait à dissoudre une pointe de spatule de sulfate de cuivre (CuSO4) dans de l’eau distillée. Nous obtenons une solution bleu foncé assez homogène après avoir mélangé le tout pendant quelques secondes. Il ne fallait mettre qu’une toute petite 2 Matteo Pepe 19.12.2021 quantité de sulfate de cuivre car l’effet est immédiat et qu’en cas d’excès cela pouvait nuire au bon déroulement de l’expérience. En parallèle, dans un autre bécher, une pointe de spatule de nitrate d’aluminium (Al(NO3)3) est également dissoute dans de l’eau distillée. Nous obtenons ainsi une solution blanche et opaque après l’avoir agitée quelques secondes. Cette fois-ci, la quantité de nitrate d’aluminium était légèrement supérieure par rapport à celle du sulfate de cuivre, sans que cela ne modifie l’expérience. Finalement, la troisième solution à préparer était de dissoudre quelques pastilles d’hydroxyde de sodium (NaOH) dans de l’eau distillée. Le résultat obtenu n’est pas significatif car cette préparation n’est pas destinée à être précipitée mais à précipiter les deux autres. Une fois que les trois solutions ont été préparées, nous commençons les réactions de précipitation. La première réaction consiste à ajouter goutte à goutte au premier mélange, entre l’eau et le sulfate de cuivre, la solution d’hydroxyde de sodium, à l’aide d’une pipette en plastique. L’utilisation d’une pipette en plastique à usage unique est très importante car il faut arrêter l’addition de cette solution dès que le mélange s’épaissit, rendu possible grâce à la faible quantité de liquide sortant de la pipette. Ainsi, après avoir ajouté une dizaine de gouttes d’hydroxyde de sodium, nous remarquons immédiatement un changement de consistance, rendant le mélange de plus en plus solide et moyennement homogène. Une fois ce changement de consistance atteint, nous ajoutons encore quelques gouttes d’hydroxyde de sodium et cette fois-ci, nous agitons le mélange. Cette opération est indispensable car cela empêche le précipité de revenir à l’état liquide. 3 Matteo Pepe 19.12.2021 La deuxième réaction que nous avons préparée est basée sur le même mode opératoire que la première, en changeant le mélange à être précipité par le nitrate d’aluminium et l’eau. Après avoir ajouté la même quantité d’hydroxyde de sodium à l’aide d’une autre pipette à usage unique, nous constatons également la formation d’un mélange solide, légèrement moins homogène que le premier. Cela s’explique par le fait que la première substance obtenue est de couleur bleu foncé, rendant moins visible les différences de concentration, et que l’autre est un peu plus transparente.