Dihydrogène (H₂) : Gaz diatomique incolore, inodore, extrêmement inflammable.
- Collecter le gaz dans un tube à essai retourné
- Approcher une flamme du bord inférieur du tube
- Observer la réaction
Le dihydrogène est recueilli par déplacement d'eau ou d'air selon sa densité
Une petite quantité de dihydrogène s'échappe du tube et entre en contact avec la flamme
On entend un "pop" caractéristique dû à la combustion instantanée du mélange H₂-air
\(2H_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2H_2O(g)\)
Le "pop" confirme la présence de dihydrogène
Le test de reconnaissance du dihydrogène consiste à approcher une flamme d'un tube contenant le gaz. Un "pop" caractéristique indique la présence de H₂.
• Réaction explosive : H₂ + O₂ → explosion contrôlée
• Sécurité : Utiliser une flamme très petite pour éviter les accidents
• Caractéristique : Le "pop" est unique au dihydrogène
Dioxygène (O₂) : Gaz diatomique incolore, inodore, indispensable à la combustion.
On utilise une allumette ou un bout de bois incandescent (sans flamme)
On introduit le bois incandescent dans le tube contenant le gaz suspect
Si le bois se rallume ou s'enflamme, cela indique la présence de dioxygène
Le dioxygène est nécessaire à la combustion, il permet la réaction chimique
Le ralentissement de la combustion devient une flamme vive en présence d'O₂
Le test de reconnaissance du dioxygène consiste à introduire un objet incandescent dans le gaz. Si l'objet se rallume, le gaz est du dioxygène.
• Rôle oxydant : O₂ est un comburant, pas un combustible
• Combustion : Nécessite O₂ pour se produire
• Caractéristique : Rallume les objets incandescents
Dioxyde de carbone (CO₂) : Gaz incolore, inodore, plus dense que l'air.
L'eau de chaux est une solution limpide de hydroxyde de calcium Ca(OH)₂
On fait barboter le gaz dans l'eau de chaux ou on verse le gaz sur la solution
La solution devient trouble ou laiteuse due à la formation de précipité
\(CO_2(g) + Ca(OH)_2(aq) \rightarrow CaCO_3(s) + H_2O(l)\)
Le précipité est du carbonate de calcium CaCO₃
Le test de reconnaissance du CO₂ consiste à faire barboter le gaz dans de l'eau de chaux. Le trouble de la solution indique la présence de CO₂.
• Réaction caractéristique : CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O
• Précipité blanc : Carbonate de calcium insoluble
• Quantité : Plus de CO₂ = plus de trouble
Ions chlorure (Cl⁻) : Anion monovalent provenant de composés comme NaCl.
On dispose d'une solution aqueuse contenant potentiellement des ions Cl⁻
On ajoute quelques gouttes de solution de nitrate d'argent AgNO₃
Formation d'un précipité blanc de chlorure d'argent AgCl
\(Ag^+(aq) + Cl^-(aq) \rightarrow AgCl(s)\)
Le précipité blanc est caractéristique des ions chlorure
Le test de reconnaissance des ions chlorure consiste à ajouter du nitrate d'argent à la solution. La formation d'un précipité blanc indique la présence de Cl⁻.
• Réaction spécifique : Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl (précipité blanc)
• Insolubilité : AgCl est très peu soluble dans l'eau
• Confirmation : Le précipité ne disparaît pas dans l'ammoniac dilué
Ions cuivre II (Cu²⁺) : Cation de couleur bleue en solution aqueuse.
La solution contenant Cu²⁺ est généralement de couleur bleue
On ajoute quelques gouttes de solution d'hydroxyde de sodium NaOH
Formation d'un précipité bleu de hydroxyde de cuivre(II)
\(Cu^{2+}(aq) + 2OH^-(aq) \rightarrow Cu(OH)_2(s)\)
Le précipité bleu est caractéristique des ions Cu²⁺
Le test de reconnaissance des ions Cu²⁺ consiste à ajouter de la soude. La formation d'un précipité bleu indique la présence de Cu²⁺.
• Réaction spécifique : Cu²⁺ + 2OH⁻ → Cu(OH)₂ (précipité bleu)
• Couleur caractéristique : Bleu pour Cu²⁺ en solution
• Insolubilité : Hydroxyde de cuivre(II) peu soluble dans l'eau
Ions fer II (Fe²⁺) : Cation de couleur pale en solution, facilement oxydable.
La solution contenant Fe²⁺ est généralement de couleur vert pâle
On ajoute quelques gouttes de solution d'hydroxyde de sodium NaOH
Formation d'un précipité vert de hydroxyde de fer(II)
\(Fe^{2+}(aq) + 2OH^-(aq) \rightarrow Fe(OH)_2(s)\)
Le précipité vert s'oxyde rapidement à l'air pour devenir brun
Le test de reconnaissance des ions Fe²⁺ consiste à ajouter de la soude. La formation d'un précipité vert qui s'oxyde à l'air indique la présence de Fe²⁺.
• Réaction spécifique : Fe²⁺ + 2OH⁻ → Fe(OH)₂ (précipité vert)
• Oxydation : Fe(OH)₂ → Fe(OH)₃ (précipité brun) à l'air
• Instabilité : Fe²⁺ est facilement oxydé en Fe³⁺
Ions fer III (Fe³⁺) : Cation de couleur jaune-brun en solution, stable.
La solution contenant Fe³⁺ est généralement de couleur jaune-brun
On ajoute quelques gouttes de solution d'hydroxyde de sodium NaOH
Formation d'un précipité rouille de hydroxyde de fer(III)
\(Fe^{3+}(aq) + 3OH^-(aq) \rightarrow Fe(OH)_3(s)\)
Le précipité rouille est stable à l'air
Le test de reconnaissance des ions Fe³⁺ consiste à ajouter de la soude. La formation d'un précipité rouille indique la présence de Fe³⁺.
• Réaction spécifique : Fe³⁺ + 3OH⁻ → Fe(OH)₃ (précipité rouille)
• Stabilité : Fe(OH)₃ ne s'oxyde pas davantage
• Couleur caractéristique : Rouille pour Fe³⁺
Ions zinc (Zn²⁺) : Cation incolore en solution, forme des complexes stables.
La solution contenant Zn²⁺ est incolore
On ajoute quelques gouttes de solution d'hydroxyde de sodium NaOH
Formation d'un précipité blanc de hydroxyde de zinc
\(Zn^{2+}(aq) + 2OH^-(aq) \rightarrow Zn(OH)_2(s)\)
Avec un excès de NaOH, le précipité blanc se redissout
\(Zn(OH)_2(s) + 2OH^-(aq) \rightarrow [Zn(OH)_4]^{2-}(aq)\)
Le test de reconnaissance des ions Zn²⁺ consiste à ajouter de la soude. Formation d'un précipité blanc qui disparaît avec un excès de soude.
• Réaction initiale : Zn²⁺ + 2OH⁻ → Zn(OH)₂ (précipité blanc)
• Amphotérie : Zn(OH)₂ est amphotère, soluble dans excès de base
• Complexation : Formation de [Zn(OH)₄]²⁻ en excès de OH⁻
Ions calcium (Ca²⁺) : Cation alcalino-terreux, important dans de nombreux processus biologiques.
La solution contenant Ca²⁺ est incolore
On ajoute des gouttes de solution d'oxalate d'ammonium (NH₄)₂C₂O₄
Formation d'un précipité blanc de oxalate de calcium
\(Ca^{2+}(aq) + C_2O_4^{2-}(aq) \rightarrow CaC_2O_4(s)\)
Avec NaOH, formation d'un précipité blanc de Ca(OH)₂
Le test de reconnaissance des ions Ca²⁺ consiste à ajouter de l'oxalate d'ammonium. La formation d'un précipité blanc indique la présence de Ca²⁺.
• Réaction spécifique : Ca²⁺ + C₂O₄²⁻ → CaC₂O₄ (précipité blanc)
• Insolubilité : CaC₂O₄ très peu soluble dans l'eau
• Biologie : Ca²⁺ important dans la coagulation sanguine
Ions sulfate (SO₄²⁻) : Anion polyatomique provenant de l'acide sulfurique.
On dispose d'une solution contenant potentiellement des ions SO₄²⁻
On acidifie la solution avec de l'acide chlorhydrique HCl pour éviter des interférences
On ajoute quelques gouttes de solution de chlorure de baryum BaCl₂
Formation d'un précipité blanc de sulfate de baryum
\(Ba^{2+}(aq) + SO_4^{2-}(aq) \rightarrow BaSO_4(s)\)
Le précipité est insoluble dans l'acide chlorhydrique
Le test de reconnaissance des ions SO₄²⁻ consiste à acidifier la solution puis à ajouter du chlorure de baryum. La formation d'un précipité blanc indique la présence de SO₄²⁻.
• Réaction spécifique : Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄ (précipité blanc)
• Acidification : Empêche la précipitation d'autres ions
• Insolubilité : BaSO₄ insoluble dans HCl
