A3. Solutions électrolytiques
Expérience du jet d'eau
1. On chauffe quelques gouttes d'acide
chlorhydrique à l'aide d'une lampe à alcool ;
du chlorure d'hydrogène gazeux HCl remplit
le ballon.
chlorhydrique à l'aide d'une lampe à alcool ;
du chlorure d'hydrogène gazeux HCl remplit
le ballon.
2. Pendant ce temps, on place quelques
gouttes d'eau distillée dans l'un des
orifices d'un bouchon traversé par un
tube effilé (détail) ; l'autre extrémité du
tube est hermétiquement fermée par une
pince de Mohr.
gouttes d'eau distillée dans l'un des
orifices d'un bouchon traversé par un
tube effilé (détail) ; l'autre extrémité du
tube est hermétiquement fermée par une
pince de Mohr.
3. On ferme le ballon avec le dispositif
précédent.
précédent.
4. Le ballon est retourné au - dessus d'un
cristallisoir contenant de l'eau additionnée
de bleu de bromothymol (B.B.T.) ;
c'est un indicateur coloré acido - basique
qui prend une couleur verte en milieu
neutre, jaune en milieu acide et bleue en
milieu basique.
cristallisoir contenant de l'eau additionnée
de bleu de bromothymol (B.B.T.) ;
c'est un indicateur coloré acido - basique
qui prend une couleur verte en milieu
neutre, jaune en milieu acide et bleue en
milieu basique.
5. L'extrémité du tube effilé est immergée
dans la solution du cristallisoir et la pince
de Mohr est dessérée.
dans la solution du cristallisoir et la pince
de Mohr est dessérée.
6. Immédiatement après, on voit apparaître un
puissant jet d'eau dans le ballon ;
l'eau du cristallisoir est donc rapidement
aspirée.
puissant jet d'eau dans le ballon ;
l'eau du cristallisoir est donc rapidement
aspirée.
7. La solution du ballon a pris une teinte jaune
et, en quelques instants, elle a complété
une grande partie du volume du récipient.
et, en quelques instants, elle a complété
une grande partie du volume du récipient.
Interprétation :
* comment expliquer l'apparition du jet d'eau ?
HCl est un gaz très soluble dans l'eau : il se dissout ainsi dans les 1ères gouttes d'eau introduites dans le ballon (celles du bouchon).
Sa disparition créé donc une dépression importante dans le ballon. La pression dans le ballon étant devenue inférieure à la pression
atmosphérique, l'eau pénètre rapidement dans la ballon, d'où l'apparition du jet d'eau.
donnée supplémentaire :
Sous la pression atmosphérique et à une température de 20°C, un volume de 1,0 L d'eau peut dissoudre jusqu'à 340 L de HCl gazeux.
* pourquoi la solution du ballon prend - elle une teinte jaune ?
Lors de la dissolution du chlorure d'hydrogène gazeux dans l'eau, il se produit une réaction chimique entre les molécules
HCl et celles d'eau :
HCl(g) + H2O(l) = H3O+(aq) + Cl-(aq)
chlorure d'hydrogène + eau => acide chlorhydrique
Cette réaction forme de l'acide chlorhydrique, de formule chimique (H3O+(aq) + Cl-(aq)), une solution qui contient des ions oxonium
H3O+(aq), responsables de son caractère acide. C'est la formation de cette solution acide qui explique le virage de l'indicateur
coloré du vert au jaune. La réaction précédente est une réaction exothermique (elle libère de la chaleur) et totale :
il n'y a plus de molécules HCl en solution.