Identification d'une espèce chimique

Identifier une substance inconnue

Pour identifier une substance inconnue, on mesure ses propriétés caractéristiques comme la densité, la couleur ou la conductivité. En comparant ces valeurs à celles d'un tableau de référence, on peut déterminer l'identité de la substance. Chaque espèce chimique possède un ensemble unique de propriétés qui permet son identification.

Mise en pratique

Exercice : On mesure la densité d'un liquide inconnu : $d=0,79$. Dans le tableau, l'éthanol a une densité de $0,79$ et l'eau de $1,00$. Quelle est cette substance ?

Solution : La densité mesurée correspond à celle de l'éthanol. Le liquide inconnu est donc de l'éthanol.

Tests de gaz

Les gaz peuvent être identifiés par des tests spécifiques. Le dioxyde de carbone ($C{O}_2$) trouble l'eau de chaux : la solution devient laiteuse. Le dihydrogène ($H_2$) fait un bruit caractéristique, un « plop », lorsqu'on approche une flamme. Ces tests doivent être réalisés en respectant les règles de sécurité.

Mise en pratique

Exercice : On approche une allumette enflammée d'un tube contenant un gaz inconnu. On entend un « plop ». Quel est ce gaz ?

Solution : Le bruit « plop » est caractéristique du dihydrogène. Le gaz inconnu est donc du $H_2$.

Tests d'ions en solution

Les ions présents dans une solution peuvent être identifiés par des réactifs spécifiques qui forment des précipités colorés. Un précipité est un solide qui se forme dans un liquide. Par exemple, les ions cuivre $C{u}^{2+}$ donnent un précipité bleu avec la soude, les ions fer $F{e}^{3+}$ un précipité rouille, et les ions chlorure $C{l}^{-}$ un précipité blanc avec le nitrate d'argent.

Mise en pratique

Exercice : On ajoute de la soude dans une solution inconnue. Il se forme un précipité bleu. Quel ion est présent dans la solution ?

Solution : Un précipité bleu avec la soude indique la présence d'ions cuivre $C{u}^{2+}$. La solution contient donc des ions $C{u}^{2+}$.

Indicateurs colorés et pH

Un indicateur coloré est une substance qui change de couleur selon l'acidité de la solution. Le pH mesure cette acidité sur une échelle de 0 à 14. Un pH inférieur à 7 indique une solution acide, égal à 7 une solution neutre, et supérieur à 7 une solution basique. Le papier pH et le chou rouge sont des exemples d'indicateurs.

Mise en pratique

Exercice : On trempe du papier pH dans une solution de jus de citron. Le papier devient rouge (pH = 2). La solution est-elle acide, neutre ou basique ?

Solution : Un pH de 2 est inférieur à 7, donc la solution de jus de citron est acide. C'est logique, le citron a un goût acide !

Protocoles et sécurité

En chimie, la sécurité est primordiale. Il faut toujours porter des Équipements de Protection Individuelle (EPI) : lunettes, gants et blouse. Les pictogrammes sur les étiquettes des produits indiquent les dangers : inflammable, corrosif, toxique, etc. Il est essentiel de lire ces étiquettes et de respecter les consignes pour éviter les accidents.

Mise en pratique

Exercice : Sur une étiquette, tu vois un pictogramme montrant une flamme. Que signifie-t-il et quelles précautions prendre ?

Solution : Le pictogramme flamme indique un produit inflammable. Il faut l'éloigner de toute source de chaleur, flamme ou étincelle, et porter des EPI appropriés.

Comparer aux tableaux de référence

Après avoir réalisé des mesures ou des tests, il faut confronter les résultats expérimentaux aux valeurs de référence. Un tableau de référence regroupe les propriétés connues des substances. La comparaison permet de conclure sur l'identité de la substance étudiée en trouvant la correspondance entre observations et données du tableau.

Mise en pratique

Exercice : Tu mesures un point d'ébullition de $100\mathrm{°}C$ pour un liquide. Le tableau indique : eau $100\mathrm{°}C$, éthanol $78\mathrm{°}C$, acétone $56\mathrm{°}C$. Quel est ce liquide ?

Solution : En comparant la valeur mesurée au tableau de référence, on trouve une correspondance avec l'eau. Le liquide est donc de l'eau.

Notions clés

Comparaison

Action de mettre en relation des résultats expérimentaux avec des valeurs de référence.

Conductivité

Capacité d'une substance à laisser passer le courant électrique.

Densité

Masse d'un volume donné de substance. Elle permet de différencier les substances.

Dihydrogène

Gaz très léger noté $H_2$, qui produit un « plop » avec une flamme.

Dioxyde de carbone

Gaz noté $C{O}_2$ qui trouble l'eau de chaux en formant un précipité blanc.

EPI

Équipements de Protection Individuelle : lunettes, gants, blouse pour se protéger en laboratoire.

Identification

Procédure qui consiste à déterminer la nature d'une substance inconnue.

Indicateur coloré

Substance qui change de couleur selon le caractère acide ou basique d'une solution.

Ion

Atome ou groupe d'atomes portant une charge électrique positive ou négative.

pH

Mesure de l'acidité d'une solution sur une échelle de 0 (très acide) à 14 (très basique).

Pictogramme

Symbole sur une étiquette qui indique le danger d'un produit chimique.

Précipité

Solide coloré qui se forme dans une solution lors d'une réaction chimique.

Propriété caractéristique

Caractéristique mesurable propre à une substance donnée.

Référence

Valeur ou donnée connue et validée scientifiquement qui sert de point de comparaison.

Sécurité

Ensemble des règles et précautions à respecter pour éviter les accidents en chimie.

Solution

Mélange homogène obtenu en dissolvant une substance dans un liquide (souvent l'eau).

Tableau

Document organisant les propriétés caractéristiques de différentes substances.

Test

Expérience permettant d'identifier une substance par une réaction caractéristique.