Expériences :

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Transformation de pièces d’or

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A) Mode opératoire :

-Faire chauffer une solution d’eau, de sulfate de zinc et de zinc solide

à 100 °C

-Plonger les pièces en cuivre, préalablement lavées à l’eau et à l’acide

acétique, dans la solution pendant environ 15 minutes en les recouvrant

bien de zinc

-Plonger les pièces, recouvertes de zinc, dans l’eau froide au bout de

15 minutes pendant quelques secondes

-Placer les pièces sur une plaque chauffante (30 secondes sur chaque face)

-Plonger directement les pièces chaudes dans de l’eau froide

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B) Observations / Explications :

Le but est de créer un alliage à partir de cuivre et de zinc : le laiton. 

Tout d'abord, le zinc est déposé sur les pièces de cuivre, puis il y a formation d'une couche de laiton sur la surface des pièces:

 

- Le dépôt de Zinc 

En recouvrant une pièce de granules de Zn dans une solution aqueuse de sulfate de zinc Zn2+;SO42- portée à ébullition, le Cu au contact du Zn va se charger négativement et va alors réduire les ions Zn2+ présents dans la solution. On observe alors cette réaction :

 

Cu(s) + Zn2+(aq) → Zn(s) + Cu2+(aq)

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Après quelques minutes, la pièce se recouvre donc d'une fine couche de Zn et arbore un aspect argenté.

- La formation de laiton

En chauffant la pièce sur une plaque chauffante à 200°C, le dépôt fin de Zn et le Cu de la pièce vont former du laiton et ainsi donner à la pièce un aspect doré. 

 

Cu(s) + Zn(s) → ZnCu(s) => le laiton

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Le Bleu de Prusse

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A) Mode opératoire :

- Mettre une pointe de spatule de chlorure de fer dans un bécher de 50 ml, puis ajouter 10 mL d’eau distillée et agiter

- Mettre une pointe d’hexacyanoferrate de potassium dans un bécher de 50 ml, puis ajouter 25 mL d’eau distillée et agiter

- Mélanger les deux solutions dans le bécher de 100 ml et agiter.

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B) Explications :

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Le complexe de fer ferreux (K4[Fe(CN)6]3) est soluble dans l’eau. C’est un sel jaune pâle qui permet de créer le pigment bleu foncé au contact de sel ferrique (FeCl3). Le pigment correspond à un complexe insoluble dans l’eau mais à l’aspect colloïdal.

Deux réactions sont envisageables pour former le Bleu de Prusse :

Une forme ‘insoluble’ peut être produite

4 Fe3+ + 3[Fe (CN) 6]4- 🡺 Fe4 [Fe (CN) 6]3           (1)

Ou

Une forme ‘soluble’ peut être également produite selon la réactivité du potassium

Fe3+ + K+ + [Fe (CN) 6]4- 🡺 KFe[ Fe(CN)6]                    (2)

Le Bleu de Prusse doit donc contenir des ions ferreux et ferriques

Les deux réactions forment des précipités et l’ensemble forme un précipité bleu. Les complexes grâce à des transitions électroniques d-d , vont absorber un photon et absorber la couleur complémentaire dans le visible au bleu.

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