Professeur - Pierron

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Liste de MatérielPoste professeurTube un U avec tubuluresSulfate de cuivre (II)Permanganate de potassiumChlorure de potassiumChlorure de sodiumAcide sulfuriqueGénérateur (6-12-24 V)Deux électrodes en graphiteDeux pinces « crocodile »Document du professeur 2/ 10Références0689601318250.1001699250.1001676980.1001808980.1001049980.10047810383704078Poste élèveRéférencesAppareil migration sur papier13722Générateur (6-12V)01982Papier filtre07240Pipette compte-gouttes PE06731Verre de montre06649Solutions aqueuses présentes sur la paillasse et conditionnées en flacon.Prévoir 10 mL par poste élève :Solution de chlorure de sodium, Na + + Cl - : c = 360 g.L -1Solution de sulfate de cuivre (II), Cu 2+ + SO 2- 4 : c = 317 g.L -1Solution de permanganate de potassium, K + + MnO - 4 : c = 64 g.L -1Remarques, astuceso Migration des ions dans le tube en U : expérience professeur1. Concentration des solutions aqueuses pour l’expérience de migration dans un tube en U- Solution de sulfate de cuivre (II) : saturée (prévoir 50 mL)- Solution de permanganate de potassium : 10 -2 mol.L -1 (prévoir50 mL)- Solution d’acide sulfurique à 0,1 mol.L -1 (prévoir 60mL)- Prévoir un flacon de solution de chlorure de potassium(K + + Cl - ) de concentration c= 0,1 mol.L -1 pour l’activité 1 :« couleur et ion »2. Protocole expérimental :- Mélanger 50 mL de solution aqueuse de sulfate de cuivre (II)avec 50 mL de solution aqueuse de permanganate de potassium(adapter les volumes à la taille du tube en U utilisé).- Cette solution sera introduite dans le tube en U par le bas dutube grâce à un entonnoir relié par un tube souple à la petitetubulure soudée à la base du tube en U. Le robinet seramaintenu ouvert afin de chasser l’air puis fermé sitôt que lasolution atteint son niveau. Il faut veiller à montersuffisamment l’entonnoir par rapport au robinet pour que lemélange monte dans le tube en U.©PIERRON 2008 La migration des ions (page 2)
Document du professeur 3/ 10- Robinet fermé, introduire dans le tube en U l’acide sulfurique jusqu’à environ la mi-hauteur du tube. Ouvrirensuite légèrement le robinet afin que la solution colorée pénètre lentement dans le tube en U sans semélanger avec l’acide.- Refermer le robinet et immerger les électrodes en graphite dans l’acide, elles ne doivent pas entrer en contactavec la solution colorée.Après une dizaine de minutes d’électrolyse sous une tension continue de 24 V, on constate à l’interface entrela solution colorée et l’acide sulfurique incolore l’apparition d’une coloration bleue à la cathode et unecoloration violette à l’anode, ce qui permet d’expliquer aux élèves (ou de leur faire expliquer) lesdéplacements des ions positifs et négatifs dans la solutionOn remarquera que vu la forte tension mise en jeu, on réalise une électrolyse du solvant qui est l’eau, avecdégagement de dihydrogène à la cathode et de dioxygène à l’anode.Remarque :Si on ne possède pas de tube en U avec entonnoir, il faut introduire la solution colorée dans le tube en U, puisdéposer dans chaque branche un petit morceau de bouchon en liège (couper un bouchon dans le sens de lahauteur, puis découper de petits morceaux pouvant être introduits dans chaque branche du tube en U) enplaçant le côté bombé vers le haut , à l’aide d’un agitateur en verre posé sur le morceau de liège, faire coulerdélicatement la solution d’acide sulfurique (on peut s’aider également d’une pipette graduée), recommencerde l’autre côté, puis récupérer à l’aide d’une pince le morceau de liège.De même si le collège ne dispose pas de générateur 24 V, utiliser un générateur 12 V et attendre pluslongtemps l’apparition des anneaux colorés aux interfaces solution-acide sulfurique3. Organisation de la séance :1. Présenter le protocole de l’expérience N°1 de l’activité 2, puis la réaliser. Au bout de 5 minutes depassage du courant électrique, on observe déjà une coloration aux interfaces entre les deux solutions.2. Pendant les 15 à 20 minutes de passage du courant électrique nécessaire à l’observation desphénomènes colorés aux électrodes, faire réaliser aux élèves l’expérience N°2 de l’activité 2.3. Remplir avec les élèves la première conclusion (conclusion N°1 de l’activité 2)Résultats expérimentaux :©PIERRON 2008 La migration des ions (page 3)
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