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Préparer un sel – cristaux de sulfate de cuivre à partir d’une base insoluble et d’un acide

SciencesRéactions chimiques13–14 ans

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Réalisez pas à pas la préparation d’un sel soluble : chauffez un acide dilué (H₂SO₄ ou HCl), ajoutez une base insoluble (CuO, CuCO₃ avec effervescence ou ZnO) spatule par spatule jusqu’à ce qu’elle soit en excès, filtrez l’excès, chauffez le filtrat jusqu’au point de cristallisation (testé avec un agitateur en verre froid), refroidissez lentement ou rapidement, puis séchez et pesez les cristaux. Une courbe de solubilité montre pourquoi des cristaux se forment au refroidissement, et un calcul pas à pas donne le rendement théorique à partir des moles d’acide, le rendement en pourcentage et les pertes – y compris l’erreur d’évaporer à sec.

Leçon : Préparation d’un sel soluble à partir d’un acide et d’une base insoluble

Ce qu’elle montre

On peut préparer un sel soluble en faisant réagir un acide dilué avec une base insoluble comme l’oxyde de cuivre(II). Ajouter de la base jusqu’à ce qu’il en reste garantit que tout l’acide a réagi ; l’excès est ensuite retiré par filtration. En chauffant le filtrat jusqu’au point de cristallisation puis en le refroidissant, on obtient des cristaux hydratés comme CuSO₄·5H₂O, car le sel est moins soluble à froid. Le rendement théorique se calcule à partir des moles d’acide, le réactif limitant. Une partie du sel reste toujours dissoute dans la solution restante : le rendement est donc inférieur à 100 %.

Mode d’emploi

Choisissez Acide, Base, Volume et Concentration, puis cliquez sur 1. Chauffer l’acide. Ajoutez la base avec + 1 spatule jusqu’à ce qu’il reste du solide au fond, puis suivez les boutons numérotés : filtrer, évaporer, refroidir et sécher. Exécution auto fait toutes les étapes. Comparez les options de Refroidissement et d’Évaporer dans le tableau et dans le calcul du rendement.

Paramètres modifiables

  • Acide dilué Acide sulfurique H₂SO₄, Acide chlorhydrique HCl
  • Base insoluble Oxyde de cuivre(II) CuO, Carbonate de cuivre(II) CuCO₃, Oxyde de zinc ZnO
  • Volume d’acide 10–50 mL
  • Concentration de l’acide 0,5–2 mol/L
  • Refroidissement Refroidir lentement à température ambiante, Refroidir vite dans un bain de glace
  • Évaporer la solution Jusqu’au point de cristallisation (correct), Jusqu’à sec (erreur)

Questions à explorer

  1. Pourquoi ajoute-t-on de la base jusqu’à ce qu’il en reste avant de filtrer le mélange ?
  2. Pourquoi l’évaporation à sec donne-t-elle une masse inférieure à la masse théorique de CuSO₄·5H₂O ?
  3. Comment un refroidissement lent ou dans un bain de glace change-t-il la taille des cristaux ?

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