Cuivrer un clou avec une pièce : Différence entre versions
 
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|Description=Recouvrir un clou d'une pellicule de cuivre à l'aide de pièces rouges et de la chimie...
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Ajouter du sel jusqu'à saturation (c'est à dire jusqu'à ce que le vinaigre ne puisse plus dissoudre le nouveau sel ajouté).
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Faire en sorte que le clou ne touche pas directement les pièces, car il n'en a pas besoin.
+
- Fais en sorte que le clou ne touche pas directement les pièces, car il n'en a pas besoin.
 
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Que remarques-tu ?
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{{Notes
 
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|Observations=Le clou devrait être cuivré, d'une nuance de rouge semblable à celle des pièces de monnaie.
 
|Observations=Le clou devrait être cuivré, d'une nuance de rouge semblable à celle des pièces de monnaie.
  
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Si les pièces étaient encore un peu sales, elles devrait être propres.
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Si les pièces étaient encore un peu sales, elles devraient être propres.
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|Explanations=* Le vinaigre se transforme en acide chlorydrique au contact du sel. Au contact de l'air et avec le temps, la surface des pièces en cuivre devient noirâtre, le cuivre s'oxyde. Des particules de cuivre se détachent alors de la surface des pièces de monnaie.
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|Avertissement=Il est préférable de laisser le bocal tranquille pendant plusieurs heures. Si jamais tu mélanges ou tu remues le bocal, le cuivre adhérera moins bien.
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|Explanations=*Au contact de l'air et avec le temps, la surface des pièces en cuivre devient noirâtre, on dit que le cuivre s''''oxyde'''.
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* On trouve maintenant du cuivre dans la solution de vinaigre, sous la forme d'ions chargés positivement. Comme le clou en acier est chargé négativement, il attire les ions cuivre. Au contact du clou, ceux-ci se collent à l'acier, ce qui lui donne petit à petit un aspect cuivré.
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*Dans le verre, des particules de cuivre se détachent alors de la surface des pièces de monnaie : on les appelle des '''ions''' cuivre.
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|Deepen=*Le vinaigre contient de l'acide acétique, de formule chimique CH3COOH. En mélangeant l'acide acétique et le sel également appelé chlorure de sodium de formule chimique NaCl, on obtient la réaction chimique suivante :
 
  
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''Acide acétique + Chlorure de sodium = Acide chlorhydrique''
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*Une fois dans le vinaigre les ions cuivre rencontrent le clou qui est en acier. L'acier contient du fer qui réagit avec les ions cuivre.
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*Les ions cuivre se retransforment en cuivre sur la surface du clou et les particules de fer deviennent des ions ferreux.
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*Nous venons de faire une réaction chimique qu'on appelle '''oxydo-réduction'''.
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|Deepen=*Lorsque l'on trouve du cuivre dans la solution de vinaigre, il n'est pas sous sa forme métallique, on appelle cela des '''ions'''. Les ions cuivre sont '''chargés positivement'''. En chimie, le symbole du cuivre s'écrit '''Cu''',  les ions du cuivre s'écrivent '''Cu<sup>2+</sup>''' (Ils ont perdu 2 charges négatives) et ils s'appellent les '''ions "cuivriques"'''. L'acier contient du fer, le fer s'écrit '''Fe'''.  Lorsque les ions cuivriques rencontrent les atomes de fer, ils redeviennent du cuivre. Les ions cuivriques prennent les charges qui leur manquent et redeviennent neutres sous la forme métallique Cu (cuivre). En revanche pour chaque atome de cuivre devenu métallique, un atome de fer devient un '''ion ferreux Fe<sup>++</sup>'''.
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*On dit que le cuivre est un '''oxydant''' et que le fer est un '''réducteur'''. Nous venons de faire une réaction chimique qu'on appelle '''oxydo-réduction'''.
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*En somme, l'ion cuivrique est réduit par le fer en cuivre et le fer est oxydé par l'ion cuivrique en ion ferreux.
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*L'équation d'oxydo-réduction s'écrit alors comme ceci :
  
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''CH3COOH + NaCl = H3O+ + Cl-''
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'''Cu<sup>2+</sup> + Fe → Cu + Fe<sup>2+</sup>'''
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|Applications=Exposé à l'air, le cuivre se recouvre d'une couche verdâtre, l'hydrocarbonate de cuivre. Cette oxydation, appelée vert-de-gris peut être enlevée grâce à l'utilisation d'une solution de vinaigre et de sel.
  
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<br />{{Warning|L'acide chlorhydrique obtenu lors de la réaction est une solution acqueuse ayant pour solutés des ions oxonium H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> et des ions chlorure Cl<sup>-</sup>. C'est un liquide très corrosif, il doit être manié avec précaution.}}
 
  
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*Cet acide attaque le cuivre des pièces de monnaie, des ions Cu++ se détachent alors de la surface des pièces. Le clou d'acier étant chargé négativement, il attire les ions Cu++ chargés positivement. Au contact de l'acier, les particules de cuivre viennent se fixer sur la surface du clou, c'est un peu comme si le clou était "plaqué cuivre".
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Tous les objets métalliques peuvent être recouverts d'une couche d'un autre métal quand on les trempe dans des solutions d'ions... C'est comme ça qu'on fait des bijoux plaqués or, argent ou platine ! Dans cette expérience le cuivre se dépose de lui-même sur l'acier, dans certains autres cas il faut appliquer un courant électrique à la solution pour que les ions se déposent sur l'autre métal.
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|Applications=Exposé à l'air, le cuivre se recouvre d'une couche verdâtre, l'hydrocarbonate de cuivre. Cette oxydation, appelée vert-de-gris peut être enlevée grâce à l'utilisation d'une solution de vinaigre de sel.
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|Related=*[[Electrolyser de l'eau|Électrolyser de l'eau]]
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|Related=* [[Electrolyser de l'eau]]
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*[[Pile avec des pommes de terre]]
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* [[Pile avec des pommes de terre]]
 
 
|Objectives=* Appréhender que les métaux sont aussi des substances chimiques
 
|Objectives=* Appréhender que les métaux sont aussi des substances chimiques
 
* Découvrir la notion de corrosion des métaux
 
* Découvrir la notion de corrosion des métaux
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Version actuelle datée du 22 mai 2020 à 10:33

Fabrique un clou plaqué cuivre à l'aide de pièces rouges et de la chimie...

Auteur avatarAnnie Ruelle-Sanguine | Dernière modification 22/05/2020 par Bolido

Cuivrer un clou avec une pi ce Pi ce clou cuivre.JPG
Difficulté
Facile
Durée
1 jour(s)
Disciplines scientifiques
Chimie, Science de la matière
Fabrique un clou plaqué cuivre à l'aide de pièces rouges et de la chimie...
Difficulté
Facile
Durée
1 jour(s)
Disciplines scientifiques
Chimie, Science de la matière
<languages />
Licence : Attribution (CC-BY)

  • Fichiers
Clou
Item-Clou 180px-Clou.jpg
Un clou est une pièce métallique de forme allongée servant à fixer deux objets l'un à l’autre. Il est composé d’une extrémité plate, parfois élargie, nommée tête et d'un corps, se terminant par une forme pointue.
Papier de verre
Item-Papier de verre 250px-PapierDeVerre.jpg
Le papier de verre, papier émeri, papier abrasif, appelé aussi papier sablé au Canada1, est un papier à la surface duquel est fixé un matériau abrasif. Il est utilisé pour polir la surface de divers matériaux comme le bois, les métaux ou la pierre afin de permettre de les peindre, de les coller ou de les assembler.
Pièce en cuivre
Item-Pièce en cuivre th.jpg
Le cuivre est l'élément chimique de numéro atomique 29, de symbole Cu. Il fait partit des métaux dit de transition.
Torchon
Erreur lors de la création de la miniature : convert: unable to extend cache `/var/www/dokitfarm/sites/Wikidebrouillard/images/a/a4/Item-Torchon_20190205_120738.jpg': File too large @ error/cache.c/OpenPixelCache/4006. convert: no images defined `/tmp/transform_b9c0e767b9f0.jpg' @ error/convert.c/ConvertImageCommand/3258. Error code: 1
Rectangle de toile qu'on utilise pour essuyer la vaisselle ou un journal méprisable
Vinaigre blanc
Item-Vinaigre blanc Vinaigre blanc-min.jpg
Le vinaigre d'alcool ou vinaigre blanc peut être obtenu à partir d'un alcool de betteraves. Le vinaigre blanc est un mélange d'eau et d'acide acétique à hauteur de 6 à 8%. L'acide acétique est obtenu par fermentation d'alcool de betterave ou de maïs.
Bocal
Item-Bocal Bocal.jpg
Généralement en verre, le bocal peut être selon l’usage et l’époque ; en faïence, en grès ou en céramique. Parmi les avantages du verre, on peut noter la transparence permettant de voir son contenu et la possibilité de facilement désinfecter en chauffant à haute température. Le couvercle de bocaux servant aux conserves comporte un joint de caoutchouc (généralement orange, voir photo ci-dessous). Il est relié au pot par un dispositif mécanique qui permet de le plaquer fermement sur l'orifice pour assurer l’étanchéité de la fermeture.
Sel
Item-Sel Capture 6.PNG
Le sel de table, sel alimentaire ou sel de cuisine, est composé essentiellement de chlorure de sodium. Il se présente sous différentes formes: gros sel, sel fin, fleur de sel.

Étape 1 - Réunir le matériel

- Un clou

- Du papier de verre pour frotter le clou

- Des pièces en cuivre

- Un torchon ou un chiffon ou un vieux morceau de tissu pour nettoyer les pièces

- Du vinaigre blanc

- Un bocal

- Du sel


Cuivrer un clou avec une pi ce IMG 20200522 112506.jpg




Étape 2 - Préparer le matériel

- Ponce le clou avec quelque chose d'abrasif comme du papier de verre.

- Nettoie les pièces avec un chiffon imbibé de vinaigre.


Cuivrer un clou avec une pi ce Clou gratte.png
Cuivrer un clou avec une pi ce Pi ces nettoie.png



Étape 3 - Mettre en place l'expérience

- Verse du vinaigre dans le bocal. Remplis-le de façon a ce que le clou et les pièces que tu y mettras plus tard trempent intégralement dans le vinaigre.

- Ajoute du sel jusqu'à saturation (c'est à dire jusqu'à ce que le vinaigre ne puisse plus dissoudre le nouveau sel ajouté).

Cuivrer un clou avec une pi ce Sel ajoute 1.png
Cuivrer un clou avec une pi ce Sel ajoute 2.png



Étape 4 - Réaliser la manipulation

- Ajoute le clou et quelques pièces rouges dans la solution.

- Fais en sorte que le clou ne touche pas directement les pièces, car il n'en a pas besoin.

Cuivrer un clou avec une pi ce Disposition clou pieces.png




Étape 5 - Attendre

La réaction prend du temps, tu peux réaliser l'expérience le soir et revenir observer le matin.

La fonte des glaces gaelle-marcel-Xd H7iOwKN0-unsplash-min.jpg




Étape 6 - Observer le résultat

- Sors le clou du bocal


Que remarques-tu ?

Cuivrer un clou avec une pi ce Pi ce clou cuivre.JPG




Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

Le clou devrait être cuivré, d'une nuance de rouge semblable à celle des pièces de monnaie.

Si les pièces étaient encore un peu sales, elles devraient être propres.

Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?

Il est préférable de laisser le bocal tranquille pendant plusieurs heures. Si jamais tu mélanges ou tu remues le bocal, le cuivre adhérera moins bien.

Explications

  • Au contact de l'air et avec le temps, la surface des pièces en cuivre devient noirâtre, on dit que le cuivre s'oxyde.
  • Dans le verre, des particules de cuivre se détachent alors de la surface des pièces de monnaie : on les appelle des ions cuivre.
  • Une fois dans le vinaigre les ions cuivre rencontrent le clou qui est en acier. L'acier contient du fer qui réagit avec les ions cuivre.
  • Les ions cuivre se retransforment en cuivre sur la surface du clou et les particules de fer deviennent des ions ferreux.
  • Nous venons de faire une réaction chimique qu'on appelle oxydo-réduction.

Plus d'explications

  • Lorsque l'on trouve du cuivre dans la solution de vinaigre, il n'est pas sous sa forme métallique, on appelle cela des ions. Les ions cuivre sont chargés positivement. En chimie, le symbole du cuivre s'écrit Cu, les ions du cuivre s'écrivent Cu2+ (Ils ont perdu 2 charges négatives) et ils s'appellent les ions "cuivriques". L'acier contient du fer, le fer s'écrit Fe. Lorsque les ions cuivriques rencontrent les atomes de fer, ils redeviennent du cuivre. Les ions cuivriques prennent les charges qui leur manquent et redeviennent neutres sous la forme métallique Cu (cuivre). En revanche pour chaque atome de cuivre devenu métallique, un atome de fer devient un ion ferreux Fe++.
  • On dit que le cuivre est un oxydant et que le fer est un réducteur. Nous venons de faire une réaction chimique qu'on appelle oxydo-réduction.
  • En somme, l'ion cuivrique est réduit par le fer en cuivre et le fer est oxydé par l'ion cuivrique en ion ferreux.
  • L'équation d'oxydo-réduction s'écrit alors comme ceci :

Cu2+ + Fe → Cu + Fe2+

Applications : dans la vie de tous les jours

Exposé à l'air, le cuivre se recouvre d'une couche verdâtre, l'hydrocarbonate de cuivre. Cette oxydation, appelée vert-de-gris peut être enlevée grâce à l'utilisation d'une solution de vinaigre et de sel.


Tous les objets métalliques peuvent être recouverts d'une couche d'un autre métal quand on les trempe dans des solutions d'ions... C'est comme ça qu'on fait des bijoux plaqués or, argent ou platine ! Dans cette expérience le cuivre se dépose de lui-même sur l'acier, dans certains autres cas il faut appliquer un courant électrique à la solution pour que les ions se déposent sur l'autre métal.

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Éléments pédagogiques

Objectifs pédagogiques

  • Appréhender que les métaux sont aussi des substances chimiques
  • Découvrir la notion de corrosion des métaux

Pistes pour animer l'expérience

  • Surtout prévoir le temps que prend la réaction, ce n'est pas une expérience dont les résultats sont visibles en 30 minutes...

Sources et ressources

http://loiclecardonnel.free.fr/oxy/oxycours.htm

Dernière modification 22/05/2020 par user:Bolido.

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