Identifier des ions à partir de tests caractéristiques

Légende de la leçon

Vert : définition

Problématique

Tu connais déjà une série de tests permettant d’identifier certaines espèces chimiques (CO₂, H₂O, O₂, H₂). Comment identifier la présence d’ions dans des solutions ?

I. Rappels de cours

1) Identification par la couleur de la solution

Certains ions donnent une couleur caractéristique à la solution qui les contient. Mais cela n’exclut pas d’avoir recours à des tests pour valider leur présence.

Nom de l’ion	Formule de l’ion	Couleur de la solution
ion fer II	Fe2+	vert pâle
ion fer III	Fe3+	rouille
ion cuivre II	Cu2+	bleu

2) Identification par la méthode de précipitation

Pour identifier les ions présents dans des solutions, on utilise des réactifs qui provoquent l’apparition d’un précipité coloré caractéristique.

Ion à caractériser	Aspect initial	Réactif	Précipité
ion sulfate SO42–	incolore	chlorure de baryum	blanc
ion chlorure Cℓ–	incolore	nitrate d’argent	blanc (le précipité noircit à la lumière)
ion fer II Fe2+	vert pâle	soude*	vert foncé
ion fer III Fe3+	rouille	soude*	rouille
ion cuivre II Cu2+	bleu	soude*	bleu
ion zinc Zn2+	incolore	soude*	blanc
ion aluminium Aℓ3+	incolore	soude*	blanc

* On appelle communément « soude » l’hydroxyde de sodium.

Définition 

Un précipité est un produit peu soluble formé par réaction, qui se dépose généralement au fond du tube à essai.

3) Identification par mesure du pH

Pour tester la présence d’ions hydroxyde HO^– ou d’ions hydrogène H⁺ dans une solution, on mesure le pH de la solution (avec un papier indicateur pH ou un pH-mètre) :

– si pH > 7, il y a prédominance d’ions HO^– dans la solution 

– si pH < 7, il y a prédominance d’ions H⁺ dans la solution.

II. Méthode

Vérifier la composition d’une solution ionique

On dispose de cinq flacons contenant des solutions étiquetées : sulfate de cuivre  chlorure de cuivre  sulfate de zinc  sulfate d’aluminium  chlorure de zinc.

On souhaite vérifier la composition de chacune de ces solutions en les faisant réagir avec les trois réactifs suivant : hydroxyde de sodium  nitrate d’argent  chlorure de baryum.

Dans un tableau, indiquez les résultats prévisibles (couleur des précipités).

Conseils

On identifie les ions en solution par la méthode de précipitation. Attention, dans chaque solution, il y a deux types d’ions.

Solution

	Hydroxyde de sodium	Nitrate d’argent	Chlorure de baryum
Sulfate de cuivre	bleu		blanc
Chlorure de cuivre	bleu	blanc
Sulfate de zinc	blanc		blanc
Sulfate d’aluminium	blanc		blanc
Chlorure de zinc	blanc	blanc