Cette expérience comporte beaucoup d'avantages :

• Facile à mettre en oeuvre, sans beaucoup de matériel
• Pas beaucoup de consommation d'énergie
• Aucune toxicité des réactifs et des produits
  • Voir les fiches de données de sécurité
• Visuelle et étonnante.
• Réutilisation totale des produits de réaction possible.

N'oubliez pas de générer l'analyse de risque de votre manipulation.

Cette vidéo issue de youtube vous montre le matériel, le déroulement et le résultat.

N'oubliez pas de créer les étiquettes pour les contenants.

Cette expérience comporte beaucoup d'avantages :

• Facile à mettre en oeuvre, sans beaucoup de matériel
• Pas de consommation d'énergie
• Traitement total des produits de réaction possible.

N'oubliez pas de générer l'analyse de risque de votre manipulation.

Matériel :
Erlenmeyer 100 mL
burette
Butan-1-ol
Butan-2-ol
2-méthylpropan-2-ol

Mode opératoire :

Pour chacun des alcools :

Prélever à la pipette 5,0mL d'alcool et les verser dans un erlenmeyer de 100 mL
A l'aide d'une burette, ajouter de l'eau par portions de 2mL en agitant vigoureusement.
Lorsque que l'on arrive proche de la solubilité, ajouter l'eau goutte à goutte.
Lorsque l'alcool est solubilisé (solution limpide), ajoutez une cuillère de chlorure de sodium, observez.

Au final, il est possible de calculer la solubilité en calculant la masse d'alcool présente dans les 5 mL de dépat à l'aide de la masse volumique de l'alcool. Puis en ramenant cette masse au volume d'eau ajouté.

On peut voir que la solubilité diminue avec l'étendue de la chaine carbonée
Solubilité 2-méthylpropan-2-ol Butan-2-ol Butan-1-ol

Cette manipulation  n'est accessible qu'à un public habitué aux laboratoires.

Cependant, elle offre certains avantages :

• Visuelle.
• Très peu de déchets.
• Rare expérience permettant d'appréhender le monde de la pétrochimie

N'oubliez pas de générer l'analyse de risque de votre manipulation.

Cette vidéo issue de youtube vous montre le matériel, le déroulement et le résultat. Pour un fonctionnement optimal, deux élèves sont nécessaires. En effet, il est difficile de maintenir à la fois une température suffisante de l'huile et du catalyseur avec un seul bunzen.

Matériel et réactifs :

• deux gros tubes à essai
• Deux becs bunzen
• un peu de paille de fer (catalyseur)
• tube en verre à couder
• un berlin
• Deux pieds, deux noix et deux pinces
• Deux bouchons à deux trous (diamètre adapté aux tubes)
• 10 mL d'huile de parafine
• de la glace pilée
• un briquet ou des allumettes

 

N'oubliez pas de créer les étiquettes pour les contenants.

Cette manipulation est accessible à tout public.

lle offre certains avantages :

• Utilisation de peu de réactifs
• Visuelle.
• Déchets facilement retraitables dans une manipulation d'osmose inverse.
• Manipulation reliée à des débats de société.

N'oubliez pas de générer l'analyse de risque de votre manipulation.

Matériel et réactifs :

• Une solution de bleu de méthylène (idéalement 20g/L)
• Une série de tubes à essai
• Deux comptes gouttes

Principe :

La dilution homéopathique est souvent exprimée en CH (dilution centésimale, c'est à dire un volume dans 100 volumes).
Partant du principe que la solution de bleu de méthylène concentrée (attention aux taches !!!) représente le composé actif, on peut montrer qu'à une dilution de 5CH (5e tube a essai), une coloration bleutée persiste. Si on veut aller plus loin, un spectrophotomètre est nécessaire.

Remarque : 20 gouttes = 1 mL ... ajouter 99 gouttes à une goutte de bleu de méthylène, c'est ajouter 4,5mL et 9 gouttes d'eau !

Prenons pour notre expérience un volume = 1 goutte !

N'oubliez pas de créer les étiquettes pour les contenants.

La solution obtenue peut être facilement concentrée par osmose inverse. Elle fait donc office de nouveau réactif à stocker correctement.

Cette expérience permet de réaliser des dosages d'autre manière que par titrage.

N'oubliez pas de générer l'analyse de risque de votre manipulation.

Principe :

La gravimétrie est une technique de détermination de quantités basée sur la pesée à masse constante (2 pesées concordantes successives). Elle peut être utilisée dans différents cas :

• La détermination de l'eau de cristallisation
• La détermination de la teneur en sels minéraux d'un aliment
• La détermination de la concentration d'une solution (on peut récupérer des solutions issues d'autres manipulations).

Le principe général est le suivant :

• Peser une quantité de matière
• Appliquer une action (évaporation, sèchage, calcination)
• Peser à froid à masse constante
• Déterminer un pourcentage ou une concentration

En pratique

Détermination de l'eau de cristallisation

• Peser un contenant adapté (erlenmyer ou coupelle en porcelaine)
• Peser une quantité de cristaux
• Sècher les cristaux soit dans une étuve, soit par chauffage à sec (bec bunzen et coupelle en porcelaine)
• Laisser refroidir à température ambiante
• Peser
• Recommencer le sèchage pendant environs 30 mins
• Laisser refroidir et peser. Si la masse est différente de la précédente, recommencer les opérations de sèchage jusqu'à ce que les deux dernières masses soient concordantes)

Détermination de la teneur en sels minéraux

• Peser une coupelle en porcelaine vide
• Peser une quantité d'aliment (noix, betterave, pomme de terre, ....) dans la coupelle.
• Placer le tout à calciner à 1000°C pendant 30 mins
• Laisser refroidir
• Peser la coupelle et en déduire la masse de résidu
• Le rapport entre la masse de résidu et la masse d'aliment de départ donne la teneur en sels minéraux

Determiner la concentration massique d'une solution

• Peser un contenant vide, propre et sec
• Prélever un volume d'une solution aqueuse (idéalement un 'déchet' issu d'une autre manipulation
• Evaporer un maximum d'eau (bec bunzen, plaque chauffante, distillation)
• Terminer le sèchage à température réduite (plaque chauffante, étuve ou à l'air libre)
• Peser le contenant
• Recommencer un sèchage
• Repeser et continuer le cycle sèchage/pesée jusqu'à l'obtention de deux masses concordantes.

En fonction de leur nature :

• un sel anhydre peut être stocké en temps que tel dans le magasin
• des résidus provenant d'aliments calcinés sont évacué à la poubelle ou mieux au compost 

Cette manipulation est accessible  tous et ne nécessite que très peu de matériel.

Elle offre certains avantages :

• Utilisation de peu de réactifs
• Les déchets sont inexistant.

N'oubliez pas de générer l'analyse de risque de votre manipulation.

N'oubliez pas de créer les étiquettes pour les contenants.

Cette électrolyse comporte beaucoup d'avantages :

• Facile à mettre en oeuvre, sans beaucoup de matériel
• Pas beaucoup de consommation d'énergie
• Aucune toxicité des réactifs et des produits
  • Voir les fiches de données de sécurité
• Visuelle, on voit la progression de la formation de l'étain entre les deux électrodes.
• Réutilisation totale des produits de réaction possible.

N'oubliez pas de générer l'analyse de risque de votre manipulation.

Cette vidéo issue de youtube vous montre le matériel, le déroulement et le résultat.

N'oubliez pas de créer les étiquettes pour les contenants.

Cette expérience comporte beaucoup d'avantages :

• Facile à mettre en oeuvre,
• Traitement total des produits de réaction possible,

N'oubliez pas de générer l'analyse de risque de votre manipulation.

Réactifs et matériel :

• Pomme de terre
• Eau distillée
• Mixer
• Entonnoir
• Tissus
• Bécher de 250 mL

Mode opératoire :

• Peler et couper les pommes de terre en petits morceaux
• Mixer grossièrement la pomme de terre avec de l'eau
• Filter le résultat sur tissus dans le bécher (on peut aussi filtrer sous pression réduite)
• Rincer plusieurs fois (au besoin, le remettre en suspension dans de l'eau et en refiltrant) 
• Laisser décanter le mélange obtenu
• Récupérer le solide et le faire sècher

L'amidon est stocké pour d'autres manipulations et les eaux de lavage sont rejetées à l'évier.

La manipulation est conseillée à un public averti.

N'oubliez pas de générer l'analyse de risque de votre manipulation.

Cette vidéo issue de youtube vous montre le matériel, le déroulement et le résultat. 

N'oubliez pas de créer les étiquettes pour les contenants.

Cette manipulation est accessible à tout public.

Elle offre certains avantages :

• Utilisation de peu de réactifs
• Les déchets peuvent être déversés à l'évier
• Manipulation reliée à un processus industriel (production de sucre). On peut dnc la prolonger en discutant de ce processus.

N'oubliez pas de générer l'analyse de risque de votre manipulation.

Matériel et réactifs :

• Cossettes de betterave
• Eau chaude
• Berlin
• Agitateur manuel

Principe :

L'extraction du saccharose se réalise juste par mise en contact de cossette de betterave (petits dés) avec de l'eau chaude. Afin d'extraire le maximum de sucre, la mise en contact de 50 g de cossettes est réalisée par 3x 100 mL d'eau (extraction triple).
On obtient donc 300 mL de jus sucré que l'on laisse décanter. Le surnageant peut être identifié :

• à l'aide d'un densimètre
• à l'aide du degré brix (réfractomère d'Abbe
• de tests chimiques spécifiques aux sucres

Si la décantation n'est pas assez bonne et qu'il reste des débris cellulaires dans la solution, il est possible d'ajouter une étape de clarification. Pour cela on ajoute un peu d'hydroxyde de calcium à la solution et on y fait buller du dioxyde de carbone (qui est produit dans un erlenmyer bouché par un bouchon troué muni d'une tige de verre et d'un tuyau.
Dans cet erlenmeyer de production de dioxyde de carbone, on réalise une réaction entre le carbonate de calcium et un acide (si vous avez des restes de solutions acide, elles feront l'affaire).

N'oubliez pas de créer les étiquettes pour les contenants.

La solution ne contenant que de l'eau et du sucre, elle peut être versée à l'évier.

Cette manipulation est prévu pour un public averti. La colonne chromatographique peut être remplacée par une pipette pasteur. Les volumes d'éluant seront alors réduits d'un facteur 10.

Elle offre certains avantages :

• Les déchets sont inexistant car tous les produits sont recyclés.

N'oubliez pas de générer l'analyse de risque de votre manipulation.

Les solvants sont séparés au mieux par distillation

Les phase aqueuses polluées par des composs organiques peuvent être purifiées par hydrodistillation

La silice est mise à dégorger dans une solution de NaOH 1M pour la nettoyer. Elle pourra être réutilisée.

N'oubliez pas de créer les étiquettes pour les contenants.

Cette manipulation est accessible facilement mais nécessite un peu de verrerie. Par rapport à une distillation classique, il ne faut pas utiliser de colonne de distillation).

Elle offre certains avantages :

• Utilisation de peu de réactifs (on peut même utiliser des solutions aqueuses polluées par des solvants organiques issus d'autres manipulations, caractérisés de 'déchets')
• Les déchets peuvent être réutilisés puisque purifiés comme solvants de qualité technique humides.
• Manipulation permettant de recycler des déchets de réactions et d'entrer assez facilement dans une démarche d'économie circulaire au laboratoire. Il est souhaitable de conscientiser les élèves à cette démarche positive et de leur parler de l'économie circulaire.

Attention, dans la majorité des cas, il se formera deux phases. Le distillat sera donc à décanter. La phase aqueuse étant parfaite pour recommencer la manipulation une autre fois.

N'oubliez pas de générer l'analyse de risque de votre manipulation.

Matériel et réactifs :

• solvant à purifier
• système d'hydrodistillation (ballon, tête de distillation, thermomètre, condenseur, pipe de fin de distillation et erlenmeyer de récupération et tuyaux pour le condenseur)
• Deux potences, deux noix, deux pinces
• Un chauffe ballon, à défaut un bec bunzen.
• Quelques pierres ponces

Principe :

Chauffer doucement le ballon, les vapeurs montent peu à peu jusqu'au thermomètre, on peut alors lire la température d'ébullition de l'azéotrope eau-solvant. Le mélange est refroidi et condensé puis récupéré dans un erlenmyer. Lorsque la température en tête de colonne atteint 100°C, il n'y a plus de solvants dans la solution initiale.

N'oubliez pas de créer les étiquettes pour les contenants.

Les solvants récupérés pourront servir de solvants de qualité technique humide. L'eau restante est versée à l'évier.

Cette manipulation est accessible  tous et ne nécessite que très peu de matériel.

Elle offre certains avantages :

• Utilisation de peu de réactifs
• Les déchets peuvent être recyclés en hydrodistillation.

N'oubliez pas de générer l'analyse de risque de votre manipulation.

Matériel :

• Burette
• Erlenmeyer

Nous nous proposons de représenter sur un diagramme triangulaire la lacune de solubité des mélanges suivants :

• Acétate d'éthyle - eau - acide acétique
• Heptane – eau – acide acétique

Chaque élève aura la charge d'un mélange. Pour chaque mélange eau/Solvant, on ajoute la quantité d'acide acétique strictement nécessaire à la disparition des deux phases. Attention, certains mélangent font une émulsion visible par de petites gouttes en suspension. Ce n'est pas encore le point de solubilité.

Quelques gouttes de Méthylorange permettent de mieux distinguer la phase aqueuse.

Chacune des trois partie du tableau sont indépendantes :
Première : toute l'expérience se fait avec le seul mL d'eau ajouté au début
Seconde : toute l'expérience se fait avec les 2,5 mL de solvant du début
Troisième : toute l'expérience se fait avec les 0,5 mL de solvant du début

Les volumes des tableaux sont les volumes totaux

Le traitement des données consiste à calculer le nombre de moles de chaque composé présent pour chaque ligne du tableau et calculer le pourcentage molaire de chacun. Ces pourcentages seront reportés sur un diagramme triangulaire dont l'utilisation et un abaque sont présentés ci-après.

N'oubliez pas de créer les étiquettes pour les contenants.

Les solutions peuvent être hydrodistillées pour obtenir de l'heptane et de l'acétate d'éthyle techniques. Le reste peut alors être rejeté à l'évier (après neutralisation).

Cette expérience comporte beaucoup d'avantages :

• Facile à mettre en oeuvre, sans beaucoup de matériel
• Peu de consommation d'énergie
• Traitement total des produits de réaction possible.

N'oubliez pas de générer l'analyse de risque de votre manipulation.

Mode opératoire :

• Dissoudre 2,0 g d’acide maléique dans 8 cm³ d’eau distillée.
• Ajouter 5 cm³ d’acide chlorhydrique concentré.
• Chauffer une dizaine de minutes, puis laisser le mélange réactionnel refroidir : un solide précipite. On le filtre sur büchner et l’on mesure le point de fusion. Les cristaux se décomposent vers 250°C alors que le point de fusion de l’acide maléique est de 178°C. On a ainsi obtenu l’acide fumarique (B), stéréoisomère (E) de l’acide de départ.

Ceci est d'avantage une démonstration
Cependant, elle offre certains avantages :

• Visuelle.
• Très peu de déchets.
• Rare expérience permettant d'appréhender le monde de propriétés atomiques

N'oubliez pas de générer l'analyse de risque de votre manipulation.

Cette vidéo issue de youtube vous montre le matériel, le déroulement et le résultat. 

Matériel et réactifs :

• Bec bunzen
• Potence
• Noix et pince 
• Des sels à brûler

 

N'oubliez pas de créer les étiquettes pour les contenants.

Une solution d'ion métallique précipitable. Elle peut provenir de réactions précédentes :

• Electrolyse d'une solution de chlorure d'étain (II)

Un berlin, bécher ou un erlenmeyer.

Une solution d'hydroxyde alcalin (Sodium, Potassium) (0,1M environ). Elle peut provenir de réactions précédentes. L'ensemble des restes d'hydroxydes peuvent être stockés dans un bidon à des fins de démonstration. Le titre peut-être rapidement obtenu par un titrage rapide à la goutte.

 

Une solution contenant des ions métalliques, on ajoute progressivement une solution contenant des ions hydroxyde. Un précipité se forme peu à peu ...  Sauf pour les exceptions, les ions métalliques des métaux de transition précipitent en milieu basique. Généralement à un pH d'environ 8, on  a précipité tous les ions.
Le précipité peut alors être filtré et sèché (étuve ou à l'air libre) puis pesé. On peut alors facilement déterminer la concentration d'ions métalliques présents dans la solution initiale. Le reste de la solution peut être mise à l'évier (en veillant à ce que le pH ne dépasse pas 8).
L'hydroxyde récupéré peut être remis en solution par réaction avec un acide et recommencer le cycle.

N'oubliez pas de créer les étiquettes pour les contenants.

Cette manipulation est accessible facilement mais nécessite un peu de verrerie.

Elle offre certains avantages :

• Utilisation de peu de réactifs (on peut même utiliser des solvants sales issus d'autres manipulations, caractérisés de 'déchets')
• Les déchets peuvent être éutilisés puisque purifiés comme solvants de qualité technique.
• Manipulation permettant de recycler des déchets de réactions et d'entrer assez facilement dans une démarche d'économie circulaire au laboratoire. Il est souhaitable de conscientiser les élèves à cette démarche positive et de leur parler de l'économie circulaire.

Attention, certains solvants forment entre eux un azéotrope. Il s'agit d'un mélange particulier qui ne pourra pas être séparé entièrement par distillation.

N'oubliez pas de générer l'analyse de risque de votre manipulation.

Matériel et réactifs :

• solvant à purifier
• système de distillation (ballon, colonne, tête de distillation, thermomètre, condenseur, pipe de fin de distillation et erlenmeyer de récupération et tuyaux pour le condenseur)
• Deux potences, deux noix, deux pinces
• Un chauffe ballon, à défaut un bec bunzen.
• Quelques pierres ponces

Principe :

Chauffer doucement le ballon, les vapeurs montent peu à peu jusqu'au thermomètre, on peut alors lire la température d'ébullition d la substance qui distille. Le mélange est refroidi et condensé puis récupéré dans un erlenmeyer.

Cette manipulation est accessible facilement mais nécessite un peu de verrerie. Par rapport à une distillation classique, il ne faut pas utiliser de colonne de distillation).

Elle offre certains avantages :

• Utilisation de peu de réactifs (on peut même utiliser des solutions aqueuses polluées par des solvants organiques issus d'autres manipulations, caractérisés de 'déchets')
• Les déchets peuvent être réutilisés puisque purifiés comme solvants de qualité technique humides.
• Manipulation permettant de recycler des déchets de réactions et d'entrer assez facilement dans une démarche d'économie circulaire au laboratoire. Il est souhaitable de conscientiser les élèves à cette démarche positive et de leur parler de l'économie circulaire.

Attention, dans la majorité des cas, il se formera deux phases. Le distillat sera donc à décanter. La phase aqueuse étant parfaite pour recommencer la manipulation une autre fois.

N'oubliez pas de générer l'analyse de risque de votre manipulation.

Matériel et réactifs :

• solvant à purifier
• système d'hydrodistillation (ballon, tête de distillation, thermomètre, condenseur, pipe de fin de distillation et erlenmeyer de récupération et tuyaux pour le condenseur)
• Deux potences, deux noix, deux pinces
• Un chauffe ballon, à défaut un bec bunzen.
• Quelques pierres ponces

Principe :

Chauffer doucement le ballon, les vapeurs montent peu à peu jusqu'au thermomètre, on peut alors lire la température d'ébullition de l'azéotrope eau-solvant. Le mélange est refroidi et condensé puis récupéré dans un erlenmyer. Lorsque la température en tête de colonne atteint 100°C, il n'y a plus de solvants dans la solution initiale.

N'oubliez pas de créer les étiquettes pour les contenants.

Les solvants récupérés pourront servir de solvants de qualité technique humide. L'eau restante est versée à l'évier.

 

L'attaque d'un métal par un acide est un grand classique, c'est aussi l'une des réaction de base importante en chimie.
Nous avons souhaité remettre cette manipulation au gôut du jour en utilisant une source particulière amenant à la manipulation toutes ses caractéristiques intéressantes :

• coût raisonnable
• intérêt environnemental

Une manipulation assez simple dans la pratique et permettant de nombreuses utilisations est l’attaque d’une simple canette par l’acide chlorhydrique. Cette réaction permet d’utiliser des canettes qui auraient été abandonnées dans la nature. Les solutions et composés résultant des manipulations sont récupérables et utilisables dans d’autres contextes.

Le point de départ de notre manipulation sera l'utilisation de canettes. Le 

 

Les avantages de cette manipulation sont :

• Faible coût
• Facile à réaliser
• On peut faire le lien avec de nombreux concepts.
• La réaction produit de nouveaux réactis qui peuvent être stockés et utilisés plus tard.

 

Préparation

Les canettes sont recouvertes d’une pellicule de peinture. Il est nécessaire de les frotter avec une brosse de fer afin de mettre le métal à nu. Il peut rester un peu de peinture, l’essentiel est qu’il y aie une surface d’attaque entre l’acide et le métal.

La réaction

La réaction peu être plus ou moins violente (avec le temps de réaction) en fonction de la nature du métal et de la concentration en acide. L’acide que l’on trouve dans le commerce est à 25 %. Le diluer 4X pour attaquer une canette en aluminium semble raisonnable.

Pour éviter que la canette ne flotte, on peut au choix la lester ou la maintenir en solution avec un poids. Même si une fine couche de plastique est présente dans la canette, elle est fragile et risque donc de casser. Ce qui a été utilisé pour lester la canette se répend donc en solution. Si il s’agit d’eau, la solution finale sera fortement diluée et la vitesse de réaction impactée.

 

Après la réaction

Avec la consommation d’acide, la vitesse de réaction diminue. Afin d’épuiser l’acide, il est bon de prévoir un certain temps de repos laissant le temps à l’acide de complètement réagir … Une nuit ou mieux jusqu’au cours suivant.

La solution pendant la réaction a tendance à devenir grise à cause de petites particules métalliques et d’impuretés en solution. Laisser la solution reposer permet de laisser décanter ; la filtration en sera facilitée. Après repos, vous aurez un dépôt au fond du milieu réactionnel et des morceaux de peinture flottant.

Après filtration sur papier essuie tout par exemple, nous avons une solution totalement limpide de chlorure métallique qui peuvent être comparées et réutilisées … Ne les jetons pas !

 

1. Réactivité des métaux
   

   Les métaux réagissent avec les métaux en émettant du gaz. Il est possible de l’identifier à l’aide de l’aboiement caractéristique de l’hydrogène que l’on enflamme. On peut remarquer qu’au fil de la réaction, la production augmente car la réaction étant exothermique, la vitesse de réaction va augmenter. Une réaction très lente au début eut se transformer en 10 minutes en une réaction très active … voir trop … La dilution de l’acide nous met à l’abri de cela. Dehors en éloignant les élèves ou sous ventilation vigoureuse, on peut montrer la réaction avec l’acide concentré, la réaction produira énormément de gaz, de la mousse, débordera … On pourra alors parler des risques réactionnels domestiques.

   Les canettes existent en fer et en aluminium, ces deux métaux ne réagissent pas du tout de la même façon vis-à-vis de l’acide. Une comparaison des deux est intéressante. De part sa structure électronique lacunaire, l’aluminium aura une réactivité plus rapide.

   Cette réaction étant une rédox, on peut aussi l’utiliser pour présenter ces réactions.

    

2. Vitesse d’une réaction chimique
   

   La vitesse de réaction va augmenter jusqu’à atteindre un maximum puis décroître pour revenir à une vitesse très lente. On peut alors analyser les différentes phases :

   • au départ, les réactifs sont bien présents en quantité mais la température est faible, la vitesse sera donc faible.

   • En cours de réaction, le milieu réactionnel chauffe (car la réaction est exothermique), on a une nette augmentation de la vitesse, les réactifs étant toujours en grande quantité

   • La vitesse se stabilise puis diminue progressivement car la concentration de l’acide diminue au fur et à mesure de la réaction. La température va diminuer également en parallèle.

   • On retrouve au final une réactivité très lente car faute de réaction suffisante, le milieu réactionnel perd en énergie et la concentration en acide devient faible.

    

3. Thermodynamique d’une réaction
   

   On peut mesurer la température avec un thermomètre infrarouge en fonction du temps (toutes les 15 secondes par exemple), on aura ainsi une idée de l’évolution de la température. L'augmentation de température influencera la vitesse de la réaction puisqu'une augmentation de 10 degrés double la vitesse !

    

4. L’utilisation des solutions de chlorures
   

   Les solutions finales ne sont pas à jeter, on peut les utiliser …

 

•  Comparer les solutions
  La solution de chlorure ferrique sera orangée alors que celle de chlorure d’aluminium sera totalement transparente.
  

• Déterminer leur densité 

  En diluant l’acide 4x, on a tout de même un acide à 8 % … La solution résultant de l’attaque n’est plus une solution fortement diluée, elle a donc une densité supérieure à un. Plus l’acide sera concentré, plus la densité sera élevée. La mesure de la densité à l’aide d’un densimètre est facile.

• Précipiter les métaux
  

  Les métaux ne sont solubles qu’en milieu acide. Ainsi, en y ajoutant une solution d’hydroxyde alcalins, on précipite assez rapidement les métaux sous forme d’hydroxyde. De ce côté là le fer et l’aluminium ne réagissent pas du tout de la même façon. Si le fer reste précipité quelque soit le pH, l’hydroxyde d’aluminium entame une redissolution à partir d’un pH de 9 … Il y a formation d’un complexe à 4 ions hydroxyles.

• Déterminer la concentration par gravimétrie 

  Soit en récupérant le précipité précédent par filtration et en le séchant, soit en évaporant la solution. Il est alors possible de déterminer la masse de chlorure en solution et de la ramener au volume. La première façon de procéder est plus complexe qui qu’elle modifie la nature chimique des composés entre la solution initiale de chlorure et le précipité d’hydroxyde. Le passage par la réaction est intéressante. La seconde est juste un processus physique qui ne modifie pas la nature chimique des composés et est donc plus facilement abordable. 

  En terme de réutilisation, les chlorures sont évidemment plus faciles à réutiliser que les hydroxydes peu solubles. 

Cette manipulation est accessible  tous et ne nécessite que très peu de matériel.

Elle offre certains avantages :

• Utilisation de peu de réactifs (on peut même utiliser des solutions aqueuses issues d'autres manipulations, caractérisés de 'déchets')
• Les déchets peuvent être réutilisés.
• Manipulation permettant de recycler des déchets de réactions et d'entrer assez facilement dans une démarche d'économie circulaire au laboratoire. Il est souhaitable de conscientiser les élèves à cette démarche positive et de leur parler de l'économie circulaire.

N'oubliez pas de générer l'analyse de risque de votre manipulation.

Matériel et réactifs :

• Une solution contenant un ion métallique
• Un morceau d'un autre métal capable de réaliser une rédox spontanée avec les ions de la solution.
• Un berlin

Principe :

On verse la solution dans le berlin et on ajoute le morceau de métal. Il faut ensuite un peu de patience ...

Les couples ions métaux qui fonctionnent bien sont Cu++ et Fe ou Pb++ et Zn. Pendant la réaction, le métal génère des ions qui iront en solution alors que l'ion métallique se transforme en métal élémentaire et se dépose sur le morceau métallique. En grattant le dépôt à la fin de la manipulation, il est possible de déterminer une masse et donc de déterminer approximativement la concentration de l'ion dans la solution initiale. Cette technique de détermination de la concentration s'appelle la gravimétrie et change des traditionnels titrages.

Voici une vidéo youtube montrant le principe avec le couple Zn et Pb++

N'oubliez pas de créer les étiquettes pour les contenants.

Les solutions récupérées peuvent être utilisées dans des démonstration de précipitation des ions métalliques par les hydroxydes ou permettre de déterminer la concentration en ions par gravimétrie après évaporation.

Cette expérience comporte beaucoup d'avantages :

• Facile à mettre en oeuvre,
• Traitement total des produits de réaction possible,
• Permet d'expliquer le rôle d'un plastifiant dans un plastique

N'oubliez pas de générer l'analyse de risque de votre manipulation.

Réactifs et matériel :

• Amidon de maïs
• Eau distillée
• Solution de glycérol (50% dans l'eau)
• colorant (si on souhaite le colorer)
• HCl 0,1M
• NaOH 0,1 M
• Bécher de 250 mL
• Balance
• Erlenmeyer de 100 mL
• verre de montre
• Etuve (pas obligatoire)
• Pipiettes en plastiques graduées (pour mesurer les volumes)
• 1 baguette de verre
• 1 plaque chauffante
• thermomètre

 

Mode opératoire :

• Faire chauffer environ 100mL d'eau dans le bécher de 250 mL
• Peser 2,5g d'amidon dans l'erlenmeyer
• Prélever 2mL de la solution de glycérol et les palcer dans l'erlenmeyer
• Ajouter quelques gouttes de colorant
• Ajouter 20 mL d'eau distillée et 3mL d'HCl
• Mélanger
• Faire chauffer au bain marie (placer l'erlenmeyer dans le bécher d'eau chaude) en mélangeant.
• Lorsque la température de la solution atteint 100°C mélanger pendant 15 minutes
• Ajouter 1 à 3 mL de NaOH (en fonction de la viscosité afin de rendre la solution. Elle doit pouvoir couler mais rester assez visqueuse afin d'adhérer au verre de montre )
• Verser la solution visqueuse obtenue sur le verre de montre retourné.
• Laisser sècher soit à l'étuve, soit à l'ai libre (bien plus long)
• Attendre que tout le plastique soit sec puis tirer délicatement le film du verre de montre

Le plastique peut être conservé ou jeté à la poubelle ou mieux composté.

Cette manipulation est accessible  tous et ne nécessite que très peu de matériel.

Elle offre certains avantages :

• Utilisation de peu de réactifs
• On peut utiliser le l'huile de friture usagée et filtrée sur simple essuie tout
• Les déchets peuvent être réutilisés.

N'oubliez pas de générer l'analyse de risque de votre manipulation.

Matériel et réactifs :

• Un erlenmeyer
• 100mL d'huile
• 50 mL d'alcool (méthanol semble mieux) dans lequel 1g de KOH a été dissous
• un agitateur manuel
• une plaque chauffante
• un thermomètre

Principe :

On verse dans l'erlenmeyer l'huile et la solution alcolique. On chauffe le tout à 70°C en mélangeant tout le temps (afin que les réactifs soient bien mis en contact) jusqu'au moment ou le trouble de la solution disparait (30 - 40 mins). On transfère alors le tout dans une ampoule à décanter et on laisse refroidir.
Après environ 12h, le glycérol est en bas de l'ampoule et peut être séparé.
Si on veut un biodiesel propre, une phase de lavage avec 50 mL d'ne solution de NaCl 10g/L est nécessaire afin d'éliminer le reste du glycérol, d'alcool et de catalyseur présent dans le biodiesel. Ce lavage se fait par mise en contact des phases dans l'ampoule à décanter et la séparation est beaucoup plus longue. 

Cette manipulation est accessible  tous et ne nécessite que très peu de matériel.

Elle offre certains avantages :

• Utilisation de peu de réactifs
• Les déchets sont inexistant, on fabrique un savon utilisable.

N'oubliez pas de générer l'analyse de risque de votre manipulation.

Voici quelques images comprenant les étapes

N'oubliez pas de créer les étiquettes pour les contenants.

Le savon peut être utilisé.