Identifier une espèce chimique - Tests chimiques - Maxicours

Identifier une espèce chimique - Tests chimiques

Objectifs
  • Savoir que la couleur d’une solution peut donner une indication sur la présence de certains ions.
  • Savoir effectuer et interpréter un test à la flamme.
  • Savoir effectuer et interpréter un test de caractérisation par précipitation.
Points clés

Pour identifier la présence de certains ions en solution, on peut :

  • directement interpréter la couleur de la solution ;
  • effectuer un test à la flamme en interprétant la couleur prise par la flamme lorsqu’on y présente un fil de fer préalablement trempé dans la solution ;
  • effectuer une caractérisation par réaction de précipitation en ajoutant quelques gouttes d’un réactif spécifique à la solution et en interprétant la formation ou non d’un précipité.
Pour bien comprendre
  • Les ions
  • La sécurité en chimie
  • Le matériel du chimiste – Verrerie

Un test de reconnaissance est utilisé pour confirmer ou infirmer la présence d'une espèce chimique dans un milieu.

Les espèces les plus simples à identifier par des tests chimiques sont les ions. Pour caractériser la présence de certains d’entre eux, on utilise couramment la couleur de la solution, un test à la flamme ou un test de précipitation.

1. Identification visuelle

Certains ions donnent une coloration caractéristique à la solution. La couleur d’une solution peut ainsi indiquer la présence d’ions particuliers.

Ce n’est cependant pas une certitude, juste une indication.
Ainsi :

  • Une solution bleue est susceptible de contenir des ions Cu2+ (ions cuivre II).

Une solution de sulfate de cuivre
(Cu2+ + )



 
Plaque de cuivre oxydée

Le cuivre métallique devient bleu lorsqu’il s’oxyde.
Cela est dû à la présence d’ions Cu2+.
  • Une solution vert pâle est susceptible de contenir des ions Fe2+ (ions fer II).

Une solution de sulfate de fer II (Fe2+ + )


 

Sulfate de fer
 
Le sulfate de fer est notamment utilisé en jardinerie comme anti-mousse.
  • Une solution marron (couleur rouille) est susceptible de contenir des ions Fe3+ (ions fer III).

Une solution de chlorure de fer III (Fe3+ + Cl)

 

Rouille sur une vieille voiture
 
La couleur de la rouille est due à la présence d’ions Fe3+.
2. Identification par le test à la flamme

Un test à la flamme consiste à tremper un fil de fer dans la solution à tester, puis à placer la partie trempée dans une flamme.

La flamme prend une couleur caractéristique avec certains ions.

Exemples
Si le fil de fer a été trempé dans une solution qui contient des ions sodium (Na+), la flamme devient jaune. C’est le cas de l’eau salée.
Une flamme jaune est caractéristique de la présence d’ions sodium (Na+).
Caractérisation des ions Na+

Une flamme violette est caractéristique de la présence d’ions potassium K+.

Caractérisation des ions K+

Une flamme orangée est caractéristique de la présence d’ions calcium Ca2+.


Caractérisation des ions Ca2+
3. Identification par réaction de précipitation

Pour caractériser la présence (ou l’absence) d’un ion dans une solution, on peut y ajouter quelques gouttes d’un réactif spécifique. Il se forme alors un précipité.

Un précipité est une substance gélatineuse colorée qui se forme dans la solution.


Caractérisation d’ions en solution

Le réactif et la couleur du précipité permet de caractériser la présence de certains ions.

Cependant, l’absence de précipité ne permet pas d’affirmer l’absence de l’ion car il peut être présent en quantité insuffisante pour réagir avec le réactif.

Pour connaitre le réactif à utiliser pour identifier l’ion caractérisé, on peut utiliser le tableau suivant.

Ce tableau indique le réactif adapté pour identifier quelques ions courants.

Ion à caractériser Aspect initial Produit réactif Observation
Ion sulfate  Incolore Chlorure de baryum Précipité blanc
Ion chlorure Cl Incolore Nitrate d'argent Précipité blanc qui noircit à la lumière
Ion potassium K+ Incolore Acide picrique Précipité jaune de cristaux en forme de paillettes
Ion calcium Ca2+ Incolore Oxalate d'ammonium Précipité blanc
Ion cuivre II (Cu2+) Bleu Hydroxyde de sodium Précipité bleu
Ion fer II (Fe2+) Vert Hydroxyde de sodium Précipité vert
Ion fer III (Fe3+) Rouille Hydroxyde de sodium Précipité rouille

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