ACTION D'UNE SOLUTION DE CHLORURE D'HYDROGENE  (H⁺,Cl^-) sur les métaux (Fe, Cu, Al et Zn)

    1) EXPERIENCE

       

    Poudre de   Tournure de    Poudre         Grenaille               On verse la solution de chlorure d'hydrogène

            fer             cuivre         d'aluminium    de zinc                             dans chaque tube à essais.

 

 

 

            Vidéo des réactions chimiques...

        2) OBSERVATIONS

            - Un dégagement gazeux apparaît dans les solutions où il y a les métaux fer, aluminium et zinc ; la solution de chlorure

             d'hydrogène (H⁺,Cl^-) réagit avec les métaux fer, aluminium et zinc.

            - Pas de dégagement gazeux dans a solution contenant la tournure de cuivre : la solution de chlorure d'hydrogène

           (H⁺,Cl^-) ne réagit pas avec le métal cuivre.

        3) INTERPRETATIONS

            a) Action des ions H⁺ sur Fe, Al et Zn :            

            - Le dégagement gazeux est du dihydrogène H₂ que l'on caractérise en plaçant une flamme au bord du tube à essais :

   

 

        Au contact d'une flamme le dihydrogène brûle dans

        le dioxygène de l'air ; on entend un BOOM.

 

        L'équation-bilan de la réaction s'écrit :

              1 H₂     +    1/2 O₂    -->    1 H₂O

 

 

     

            - Les ions hydrogène H⁺ oxydent les atomes de fer, aluminium et zinc en ions ferreux Fe²⁺, aluminium Al³⁺ et zinc Zn²⁺ :

                    --> Le pouvoir oxydant des ions H⁺ est plus grand que ceux des ions ferreux Fe²⁺, aluminium Al³⁺ et zinc Zn²⁺.

            - Les métaux fer, aluminium et zinc réduisent les ions hydrogène H⁺ en molécules de dihydrogène H₂ :

                    --> Le pouvoir réducteur des métaux fer (Fe), aluminium (Al) et zinc (Zn) est plus élevé que celui du dihydrogène H₂.

                                Mécanisme

                                       2H⁺    +    2e-    -->    H₂

                                        Fe                     -->     Fe²⁺    +    2e^-

                                Equation-bilan

                                         2H⁺    +    Fe     -->    H₂     +       Fe²⁺    

                                Mécanisme

                                       2H⁺    +    2e-    -->    H₂                                (x3)

                                        Al                     -->     Al³⁺    +    3e^-        (x2)

                                Equation-bilan

                                         6H⁺    +    2Al    -->    3H₂     +       2Al³⁺

                                Mécanisme

                                       2H⁺    +    2e-    -->    H₂

                                        Zn                     -->     Zn²⁺    +    2e^-

                                Equation-bilan

                                       2H⁺     +    Zn    -->    H₂      +      Zn²⁺     

            b) Action des ions H⁺ sur Cu

            - Les ions hydrogène H⁺ n'oxydent pas les atomes de cuivre :

                --> Le pouvoir oxydant des ions H⁺ est plus faible que celui des ions Cu²⁺.

            - Le métal cuivre ne peut réduire les ions hydrogène H⁺ en dihydrogène H₂:

                --> Les pouvoir réducteur du dihydrogène H₂ est plus élevé que celui du métal cuivre (Cu).

                                        H⁺     +    Cu    -->    Rien

        4) CONCLUSION

            A partir des interprétations des différentes expériences réalisées, on peut situer le couple H⁺/H₂ comme suit :

REMARQUE

 

        On place un thermomètre dans le milieu réactionnel.

 

        Observation : la température augmente.

 

       Interprétation : la réaction chimique libère de l'énergie thermique.

 

        Conclusion : la réaction chimique est dite exothermique.