Cette collection propose des vidéos qui permettent de voir la chimie à différentes échelles. De l'échelle microscopique à l'échelle industrielle, les différentes catégories de réactions chimiques au programme de STL SPCL seront, à termes, illustrées.
La chimie étudie la matière et ses transformations.
Une transformation acido-basique est caractérisée par un échange d’un ou plusieurs protons H+ entre un acide et une base. Elle s’accompagne en solution aqueuse d’une modification du pH. On peut visuellement avoir une indication de cette variation de pH à l’aide d’un indicateur coloré acido-basique : sa couleur dépend du pH du milieu dans lequel il est dissous.
Jaune, bleu, vert
La chimie étudie la matière et ses transformations.
Le bleu de bromothymol (BBT) est un indicateur coloré acido-basique.
Lorsque le pH est inférieur à 7,1 sa forme protonée AH prédomine : elle est jaune en solution aqueuse. Lorsque le pH est supérieur à 7,1 sa forme déprotonée A– est majoritaire : elle est bleue dans l'eau.
À gauche de la lame du microscope, un milieu très acide avec l'acide paratoluène sulfonique (APTS) ; à droite de la lame, un milieu très basique avec l'hydroxyde de potassium KOH.
La séparation jaune-bleu semble montrer un mélange biphasique alors qu'en réalité, tout se passe en solution aqueuse : le BBT est jaune à gauche en milieu acide sous forme protonée AH ; et le BBT est bleu à droite en milieu basique sous forme déprotonée A–.
La valeur pH = 7,1 correspond au pKa du couple AH/A– à 298 K : c'est une constante thermodynamique qui caractérise ce couple acido-basique.
A pH = pKa = 7,1 il existe en solution aqueuse autant de forme AH que de forme A– : par synthèse soustractive, la présence de AH (jaune) et de A– (bleu) conduit à observer une couleur verte.
Thème 2 : réactions d'oxydo-réduction
Nuances de fer
La chimie étudie la matière et ses transformations.
Deux ions métalliques en phase aqueuse peuvent réagir l’un sur l’autre et former un « précipité », édifice insoluble dans l’eau. L’apparition de cette phase solide est associée dans ce cas à une « réaction de précipitation ».
Ici, les ions ferreux Fe2+ réagissent avec les ions hydroxydes HO– pour former un précipité d’hydroxyde de fer (II) Fe(OH)2 (s) de couleur verte.
Aussi, en milieu basique dans l’eau, les ions ferreux Fe2+ sont oxydés en ions ferriques Fe3+, et on observe la formation d’un précipité d’hydroxyde de fer (IlI) Fe(OH)3 (s) de couleur rouille.
Thème 3 : réactions de précipitation
Blue color
La chimie étudie la matière et ses transformations. Un précipité est un édifice à l’état solide qui se forme au sein d’une phase liquide. On parle de « précipitation d'un solide ».
Le sulfate de cuivre hydraté se dissout dans l’eau et libère des ions cuivriques Cu2+. En présence d'ions hydroxyde issus de de la potasse KOH, les ions cuivriques forment un précipité vert d’hydroxyde de cuivre (II) Cu(OH)2 (s). Lorsque le pH augmente encore davantage, on peut observer la formation du complexe bleu foncé [Cu(OH)4]2– ainsi que du complexe jaune [CuO2]2–.
Thème 4 : réactions de complexation
Rouge de synthèse
La chimie étudie la matière et ses transformations.
Un métal ou un ion métallique peuvent réagir avec des ions ou des molécules et former un édifice appelé « complexe ». Ici les ions ferreux Fe2+ réagissent avec les ions thiocyanate SCN- et les molécules d’eau pour conduire à la synthèse d’un complexe de couleur rouge.
Rupture d'équilibre
La chimie étudie la matière et ses transformations.
Un métal ou un ion métallique peuvent réagir avec des ions ou des molécules et former un édifice appelé « complexe ». Après dissolution du chlorure de cuivre (II) CuCl2 (s) en solution aqueuse, les ions cuivriques Cu2+ réagissent avec les ions chlorure Cl– pour former un complexe de géométrie tétraédrique [CuCl4]2– (aq) de couleur verte. De plus, en présence des molécules d'eau, les ions cuivriques forment le complexe octaédrique [Cu(H2O)6]2+ de couleur bleue.
On observe aussi que la couleur de la solution passe progressivement du vert au bleu par déplacement d'équilibre : l'eau (solvant) est très majoritaire devant les ions chlorures dans cette solution.