Réactions chimiques I : Équations ioniques nettes

4.2 Solubilité des composés du cuivre

Sujets : Réactions chimiques, solubilité Ksp, équations ioniques nettes

Description : Cette réaction démontre la différence de solubilité du chlorure de cuivre dans l’eau, puis avec l’ajout d’hydroxyde de sodium.

Matériaux :

• Chlorure de cuivre(s), CuCl2‡
• 1 bécher de 100 ml
• 1 bécher de 400 ml
• verre de montre
• spatule
• plaque d’agitation*
• barre d’agitation
• NaOH‡
• bouteille de lavage à l’eau

*Article partagé. Cet article se trouve dans le tiroir du haut en face des armoires de stockage des produits chimiques. Il y a aussi des plaques d’agitation plus grandes sur la paillasse.

‡ Le chlorure de cuivre est situé dans les armoires de stockage de produits chimiques généraux. L’hydroxyde de sodium se trouve dans l’armoire sous la hotte.

Procédure :

1. Ajouter un peu d’eau dans le bécher de 300 ml et le placer sur une plaque d’agitation avec une barre d’agitation.
2. Placez un peu de chlorure de cuivre sur un verre de montre.
3. Ajouter suffisamment d’eau pour dissoudre le solide.
4. Transférer la solution dans le bécher d’eau sur un agitateur. Remuer à l’aide d’une barre d’agitation.
5. Ajouter du NaOH pour obtenir un précipité d’hydroxyde de cuivre.

Discussion :

Le chlorure de cuivre est soluble dans l’eau. Il se dissocie comme suit :

CuCl2(s) → Cu2+(aq) + 2Cl-(aq)

L’ajout d’hydroxyde de sodium produit un précipité d’hydroxyde de cuivre.

CuCl2(aq) + 2NaOH (aq) → Cu(OH)2(s) + 2NaCl(aq)

Équation ionique nette :

Cu2+ (aq) + 2OH-(aq) → Cu(OH)2(s)

Selon les règles de solubilité, l’hydroxyde de cuivre n’est pas soluble dans l’eau alors que le chlorure de cuivre l’est.

La constante du produit de solubilité (Ksp) est une constante d’équilibre reliant les produits d’ionisation d’une substance dissoute et permet de comprendre pourquoi l’hydroxyde de cuivre est apparemment insoluble dans l’eau. La Ksp est déterminée expérimentalement en mesurant les concentrations d’ions en solution. L’hydroxyde de cuivre se dissout effectivement en petite quantité dans l’eau pure et un équilibre s’établit. L’équation de l’équilibre de l’hydroxyde de cuivre dans l’eau est donnée ci-dessous :

Cu(OH)2(s) ⇔ Cu2+(aq) + 2OH-(aq)

La constante du produit de solubilité, qui est le produit des concentrations en ions, et qui a été déterminée expérimentalement, est donnée ci-dessous :

Ksp = 2 = 2,2 x 10-20

Ksp est très faible ce qui signifie que l’hydroxyde de cuivre se dissocie très peu dans l’eau, alors que la grande majorité reste un solide.

Sécurité : Le chlorure de cuivre est corrosif. L’hydroxyde de sodium est extrêmement corrosif et peut provoquer de graves brûlures. Portez un équipement de protection approprié, notamment des gants et des lunettes de protection.

Élimination : L’hydroxyde de cuivre en solution peut être conservé pour le nettoyage de la démo 4.10 Hydroxyde. Pour l’éliminer, ajoutez un peu d’acide chlorhydrique pour dissoudre l’hydroxyde et jetez-le dans le conteneur de déchets aqueux approprié.